玉米負重力性生長相關基因LAZY1的克隆及功能分析.pdf

1、植物體的負向地性生長是一個非常復雜的過程，它在保持植株的株型，減輕倒伏的危害并提高種子的產量等方面具有重要的作用。盡管人們對植物體重力向性生長的機制研究取得了很多的進展，但是該過程的具體機制還不明了。玉米lazyl突變體在胚芽鞘時期負地性生長能力部分缺失，但是在形成成熟個體后，則完全失去負重力生長能力。與野生型相比，突變體的胚芽鞘中生長素分布狀態(tài)發(fā)生變化，但是重力感受細胞中的淀粉體形態(tài)正常，因此LAZYl可能在重力信號傳導途徑中具有重要

2、的作用。對LAZYl的克隆與分子功能研究，具有重要的理論與實踐意義。
　　 通過同源性分析，本研究發(fā)現(xiàn)玉米負地性生長缺失突變體lazyl-1與lazyl-2，都在基因位點(LOC100276689)處發(fā)生缺失突變且該位點的基因與水稻LAZYl基因同源。生物信息學預測結果表明，LAZYl只存在于植物界且在N端含有一個跨膜結構域。通過生物信息學預測及亞細胞定位分析表明，LAZYl蛋白只存在于植物界中，且定位于細胞膜與細胞核上。

3、>　　 酵母雙雜交篩選與LAZY1互作蛋白的結果表明，LAZY1和參與生長素響應的轉錄抑制因子AUX/IAA家族成員發(fā)生互作。AUX/IAAs家族是生長素調節(jié)下游基因表達的重要成員，可以與轉錄激活因子ARFs(AuxinResponseFactors)形成異源二聚體。生長素與受體泛素連接酶SCFRIR1結合后，促使轉錄抑制因子AUX/IAAs的泛素化降解，釋放出ARFs進而啟動相關基因的表達。LAZY1的功能缺失，可能影響到該途徑中的

4、重要環(huán)節(jié)，使受生長素特異性調節(jié)的基因表達異常，影響植株的重力反應過程。另外，與LAZY1發(fā)生互作的蛋白質還有類蛋白激酶C蛋白和鈣周邊蛋白結合蛋白。蛋白激酶C是一種在磷酸肌醇信號轉導途徑中發(fā)揮重要作用的組分，該激酶的激活需要鈣離子以及膜脂DAG的參與，當DAG在質膜中出現(xiàn)時，胞質溶膠中的蛋白激酶C被結合到質膜上，然后在Ca2+的作用下被激活。鈣周邊蛋白結合蛋白也是一種和Ca2+信號相關的蛋白，可能參與Ca2+依賴性的泛素化途徑。有研究證明