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拟南芥GHMP1基因的表达模式及缺失突变体的功能分析

赵琼  
【摘要】:GHMP超级激酶家族是真核生物体内的一大类重要的蛋白激酶,主要作用是将ATP的磷酸基转移到底物特定的氨基酸残基上,催化蛋白质的磷酸化作用,参与多种信号转导过程。拟南芥中已确定7个基因属于GHMP激酶家族,但对其生理功能的研究尚不多见,因此对该基因家族成员进行生理功能研究具有重要的意义。本研究主要对拟南芥GHMP家族中的GHMP1基因的表达模式及缺失突变体的功能进行了分析,取得了以下主要研究结果: 首先,对GHMP1基因的表达模式进行了分析。实时定量RT-PCR结果表明,GHMP1基因在拟南芥根和花中的表达量较高,而在叶、叶柄及茎中的表达量较低,表明该基因具有组织表达特异性。该基因表达受ABA和NaCl的诱导,用10 uM ABA处理1 h时和100 mM NaCl处理2 h时,GHMP1基因表达量最大,推测该基因可能介导了ABA和盐胁迫诱导的相关信号途径。用RT-PCR方法比较分析了用10 uM ABA处理1 h的突变体ghmp1-1和野生型中一系列胁迫应答基因(abi1,abi2,KIN1/2,SOS2/3,OST1,RD29A/B,RAB18,RD22,DREB1/2A)的表达情况,发现GHMP1基因功能缺失使这些胁迫相关基因的转录水平出现不同程度的变化。表明GHMP1基因在ABA信号转导过程中起作用。其次,通过“双引物法”和RT-PCR方法筛选、鉴定得到拟南芥GHMP1基因的T-DNA插入纯合体突变体ghmp1-1和ghmp1-2。第三,利用反向遗传学方法,对拟南芥GHMP1基因的缺失突变体功能进行了研究。对突变体ghmp1-1、ghmp1-2和野生型的种子萌发率、根长、气孔开度及幼苗失水率等表型进行了比较分析,结果表明,ghmp1-1和ghmp1-2突变体对不同浓度的外源ABA胁迫比野生型敏感性低,进一步证明GHMP1基因作用于拟南芥胁迫应答信号途径,激活胁迫相关转录因子,参与ABA正调控。GHMP1基因的研究结果为GHMP基因家族其他成员的生理功能分析提供了有价值的参考资料。


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