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拟南芥DEG蛋白酶的胁迫响应分子机理研究

张艳玲  
【摘要】: 植物应对于复杂多变的自然环境形成了一系列复杂而精密的自我调节系统。蛋白酶广泛地参与到了叶绿体的发生和维持过程中,在维护植物正常生长和逆境生长过程中起着非常重要的作用。 对环境胁迫非常敏感是PSⅡ的一个明确的特征,受环境胁迫破坏的主要目标是反应中心的D1蛋白质。破坏的蛋白质被降解随后由新合成的蛋白质来替换。引起蛋白降解的因素很多,包括环境的改变,多亚基复合体的不平衡,遗传的突变,还有其共同作用因素的限制。 拟南芥叶绿体中的蛋白酶DEG5和DEG8协同作用参与PSⅡ反应中心D1蛋白在CD-loop上的初级剪切,从而维持热胁迫条件下PSⅡ的有效周转。为了研究拟南芥叶绿体中DEG5和DEG8在其它环境胁迫条件下是否参与这些胁迫环境中D1蛋白的降解,我们用从SALK拟南芥突变体库中筛选到的T-DNA插入突变体deg5和deg8以及它们的双突变体deg5/deg8为材料,研究了它们对低温、干旱、盐、渗透、氧化等一系列胁迫的响应,分析叶绿体中DEG5和DEG8以及PSⅡ反应中心D1蛋白的变化以及最大光化学效率Fv/Fm的变化,进一步研究DEG5和DEG8在拟南芥叶绿体PSⅡ响应环境胁迫中的作用。 结果表明,在低温、干旱、盐、渗透、氧化等胁迫处理过程中,PSⅡ的最大光化学效率出现不同程度的降低。野生型较突变体稳定,单突变体较双突变体稳定。野生型的D1蛋白含量在胁迫处理过程中的减少明显快于DEG5和DEG8缺失的突变体。DEG5和DEG8蛋白酶在这些胁迫条件下参与破坏了的D1蛋白的降解。


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