玉米細(xì)胞周期轉(zhuǎn)換蛋白ZmCCS52B調(diào)節(jié)生物量積累的分子機(jī)理.pdf

1、玉米是我國(guó)的第一大作物，其產(chǎn)量的提高對(duì)于解決我國(guó)的糧食、能源、資源等問(wèn)題都具有重要意義。玉米產(chǎn)量的提高主要通過(guò)提高單位面積的種植密度，而玉米株型的改良和理想株型的培育有助于提高群體的種植密度和生產(chǎn)效率，進(jìn)而提高玉米的產(chǎn)量。因此，闡明調(diào)控玉米生物量積累的分子機(jī)理，培育出玉米的理想株型，對(duì)于提高單位面積的種植密度，提高玉米的產(chǎn)量具有重要的理論和實(shí)踐意義。
　　EMS突變體是研究基因功能的重要材料。傳統(tǒng)的結(jié)合EMS誘變的TILLING（

2、反向遺傳學(xué)）技術(shù)和圖位克?。ㄕ蜻z傳學(xué)）技術(shù)克隆基因的方法通量低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)用較高。Mutmap是EMS結(jié)合新一代測(cè)序技術(shù)的快速克隆基因的方法，首先應(yīng)用在水稻中，但是玉米基因組較大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，基因克隆難度大，如果用MutMap方法克隆玉米基因成本較高。EcMutmap（EcMutMap:Exon capture based Mutmap）方法是利用外顯子序列捕獲結(jié)合Mutmap技術(shù)克隆基因的方法，相對(duì)于Mutmap等基因克隆技術(shù)具有

3、快速、勞動(dòng)強(qiáng)度低、同時(shí)成本也大大降低等優(yōu)點(diǎn)。
　　本文從EMS誘變?nèi)后w中篩選到了一個(gè)植株變矮、莖稈變細(xì)、葉片變短變窄、雌穗明顯變小等器官整體變小的突變體，用EcMutMap的方法克隆到該突變體的基因，將突變基因定位到3號(hào)染色體的ZmCCS52B基因，并將該突變體命名為zmccs52b-1。CCS52B是人和動(dòng)物Cdh1的同源蛋白，是APC/C復(fù)合體的激活子，通過(guò)調(diào)控APC/C復(fù)合體降解的底物來(lái)調(diào)控細(xì)胞周期。對(duì)突變體和野生型表皮細(xì)胞

4、觀察發(fā)現(xiàn)ZmCCS52B基因的突變并未引起表皮細(xì)胞大小發(fā)生改變，單位面積細(xì)胞數(shù)未發(fā)生改變。ZmCCS52B蛋白亞細(xì)胞定位分析發(fā)現(xiàn)此蛋白主要集中在細(xì)胞核中。因此推測(cè)ZmCCS52B基因可能通過(guò)調(diào)控細(xì)胞分裂來(lái)影響器官的大小，進(jìn)而影響生物量的積累。
　　利用酵母雙雜交技術(shù)，我們篩選了與ZmCCS52B蛋白存在相互作用的蛋白， 總共發(fā)現(xiàn)了11種可能的互作蛋白。其中的Z mWE E1蛋白是一種蛋白激酶，可以抑制CDK的活性。我們推

5、測(cè)ZmCCS52B與ZmWEE1相互作用來(lái)調(diào)控細(xì)胞周期的機(jī)制可能存在兩種方式：一種方式是ZmWEE1通過(guò)APC/CZmCCS52B復(fù)合體降解，而ZmCCS52B的突變導(dǎo)致ZmWEE1的積累，從而抑制CDK的活性，致使細(xì)胞分裂發(fā)生異常。另外一種方式是ZmWEE1磷酸化ZmCCS52B，磷酸化的ZmCCS52B激活CDK，促使細(xì)胞分裂正常進(jìn)行。ZmCCS52B的突變使CDK失活，導(dǎo)致細(xì)胞分裂的異常。究竟ZmCCS52B與ZmWEE1如何相互