擬南芥FOF2基因的光調控及功能初步研究.pdf

1、植物中的F-box蛋白家族成員眾多，其F-box結構域作為底物蛋白的特異性識別位點，介導了底物蛋白的泛素化降解途徑，調控植物的重要生命活動，包括植物信號分子的轉導、植物器官的形成和脅迫響應等。外界環(huán)境也影響著植物的生長發(fā)育，其中以光影響最大。光不僅是綠色植物光合作用所必需的能量來源，同時光可以作為信號分子調節(jié)植物的生長及發(fā)育過程，以便植物更好的適應外界環(huán)境。高等植物進化具備了一套極其精細的光感受和信號轉導系統(tǒng)，以監(jiān)視光信號的方向、強弱和

2、質量，用于調控植物的生長發(fā)育。大量研究表明，藍光受體隱花色素CRY和紅光/遠紅光受體光敏色素PHY在介導藍光和紅光/遠紅光調控植物生長發(fā)育過程中發(fā)揮了重要作用，包括抑制下胚軸伸長、刺激子葉展開、氣孔開啟、花青素積累及調節(jié)相關基因的表達等。本研究通過對FOF2基因的表達模式及其功能的初步研究，探索FOF2基因在光信號途徑及植物生長發(fā)育中的功能。主要獲得以下結果：
　　分析光對FOF2基因表達的影響，發(fā)現(xiàn)FOF2基因的表達受到藍光的誘

3、導，并且其表達量隨藍光時間的增加而持續(xù)升高；同時發(fā)現(xiàn)在紅光處理下，F(xiàn)OF2的表達瞬時增加，說明紅光對該基因的表達有瞬時誘導作用；而遠紅光下，該基因的轉錄水平下降，蛋白水平也下降，說明遠紅光抑制FOF2的表達，其表達具有光質特異性。黑暗下FOF2蛋白質水平下降，并可能通過蛋白酶體途徑降解。
　　分析FOF2基因對擬南芥光形態(tài)建成的影響，發(fā)現(xiàn)在紅光及白光處理下，缺失突變體植株的下胚軸明顯短于野生型，而在黑暗、藍光及遠紅光下下胚軸的長度

4、沒有差別，表明該基因對紅光可能存在特異性反應。
　　通過定量PCR對FOF2基因組織特異性表達進行分析，發(fā)現(xiàn)該基因在擬南芥中的各個器官中均有表達，其中根、莖生葉及果莢中表達量相對較高，推測FOF2可能參與調控擬南芥葉片及果莢發(fā)育過程。
　　比較FOF2過表達轉基因株系、fof2突變體與野生型植株的生長情況，發(fā)現(xiàn)過表達株系葉片比野生型大，缺失突變體植株葉片與野生型間無差異；FOF2過表達植株開花時間比野生型推遲蓮座葉數(shù)目比野生