拟南芥VLN2和VLN3的功能分析

	拟南芥VLN2和VLN3的功能分析
其他题名	Functional analysis of Arabidopsis VLN2 and VLN3
	包婵婵
学位类型	硕士
导师	黄善金
	2011
学位授予单位	中国科学院植物研究所
关键词	AtVLN2 AtVLN3 微丝骨架束间纤维细胞壁次生加厚
摘要	Villin 最早是从鸡小肠微绒毛的蛋白提取物中被发现分离出来的具有微丝成束功能的微丝结合蛋白。拟南芥中存在5 个villin 蛋白，分别命名为AtVLN1-5。与哺乳动物villin 在特定组织中表达相比，AtVLNs 表达广泛，暗示它们可能具有更为普遍的调控微丝骨架的生物学功能。但是有关AtVLNs 的发育和细胞生理学功能我们了解甚少。本学位论文对进化上比较接近的AtVLN2 和AtVLN3 的生物学功能展开了研究。进化分析和序列比对的结果显示AtVLN2 和AtVLN3 的同源性非常高，基因芯片的数据显示AtVLN2 和AtVLN3 在很多组织中同时高度表达。这些分析预示着AtVLN2 和AtVLN3 在体内可能相互协作调控微丝动态组装。为了研究它们的胞内功能，我们采用了T-DNA 插入的方法。从ABRC 订购了这些基因的T-DNA 插入突变体，其中SALK_078340 插入到AtVLN3 上，命名为vln3，SAIL_613_C03 和SAIL_813_H02 插入到AtVLN2 上，分别命名为vln2-1 和vln2-2，RT-PCR 分析表明它们为功能缺失突变体。为了研究这两个基因的功能关系，我们通过杂交获得了vln3vln2-1 和vln3vln2-2 两个双突变体。形态学的观察发现，vln3vln2 突变体的茎在发育到一定时期后表现出无法直立生长且容易倒伏的表型；vln3vln2 突变体花柄的生长方向沿着螺旋形从下向上发生改变，这明显不同于WT；同时vln3vln2 突变体的抽薹时间比WT 提前一周左右。拉伸力测定发现vln3vln2 突变体茎的机械强度明显下降。为了分析造成茎机械强度下降的原因，我们对茎的横截面进行切片分析，结果发现茎中细胞壁次生加厚的细胞的数量减少，其中束间纤维细胞的发育出现缺陷。实时定量PCR 的结果说明在vln3vln2 突变体中影响纤维素和木质素合成的相关基因的表达水平并没有受到影响。为了研究AtVLN2 和AtVLN3 的功能缺失是否影响了胞内的微丝结构，我们对突变体中的微丝结构进行了观察。结果发现，vln3vln2 突变体根细胞中的微丝骨架排布发生紊乱并且缺少粗的微丝束结构。为了研究AtVLN2 和AtVLN3 的生化作用机理，原核表达了AtVLN2。体外生化分析表明AtVLN2 能够与F-actin 结合且亲和性较高，它还可以结合在F-actin 的正摘要II端抑制其延伸。并且发现AtVLN2 的功能受Ca2+调控，其在低Ca2+浓度时稳定微丝结构而在高Ca2+浓度时促进微丝解聚。综上所述，AtVLN2 和微丝结合并具有微丝加帽功能，并能够响应钙离子对微丝动态实行调控。它和AtVLN3 相互协作调控细胞内的微丝排布，并进而调控茎中束间纤维细胞的发育。
页数	78
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ibcas.ac.cn/handle/2S10CLM1/11843
专题	中科院植物分子生理学重点实验室
作者单位	中国科学院植物研究所
第一作者单位	中国科学院植物研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	包婵婵. 拟南芥VLN2和VLN3的功能分析[D]. 中国科学院植物研究所,2011.

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