IB-CAS  > 中科院植物分子生理学重点实验室
小麦SKP1同源基因TSK1的克隆和功能分析
其他题名Cloning And Functional Analysis of TSK1, a SKP1 Homologue From Wheat
李驰峻
学位类型博士
导师种 康 ; 许智宏
2006
学位授予单位中国科学院植物研究所
学位专业植物学
关键词SKP1 TSK1 SCF复合体 脱落酸 生长素 减数分裂 泛素蛋白降解途径
摘要SKP1 (S-phase kinase-associated-protein 1) 家族蛋白是普遍存在于真核生物中的一类小分子量蛋白质,其主要的生物学功能在于参与SCF复合体的形成,从而调控生物体内泛素介导的蛋白质降解,并参与多方面的生物发育过程。SKP1蛋白能够同时和Cullin蛋白以及F-box蛋白结合,形成SCF复合体的核心部分。因此,SKP1正常功能的维持对于SCF复合体功能的实现至关重要。研究显示,植物中尤其是以拟南芥为代表模式植物中已经发现了21个SKP1基因成员,并发现其中的ASK1参与了多个SCF复合体的形成并调控着包括植物雄性减数分裂、生长素、赤霉素、茉莉酸和乙烯等生理和发育进程。但是来自高等植物尤其是小麦和水稻中的SKP1基因还鲜有报道,其功能还不为所知;此外,SKP1基因与ABA的关系还没有任何报道。   本文利用筛选小麦减数分裂期小花的cDNA文库结合RT-PCR的方法从小麦中分离到了一个SKP1同源基因,并命名为TSK1 (Triticum aestivum SKP1-Like 1)。序列比较结果显示TSK1与多个植物来源的SKP1基因有较高的同源性,对其推测的编码蛋白序列的分析发现TSK1与包括拟南芥来源的ASK1/ASK2等蛋白的羧基端存在非常高的保守性。   在对TSK1表达模式的研究中,本文发现TSK1主要是集中在小麦花序和幼根中表达。利用多种激素对小麦幼苗处理之后,发现TSK1的表达受ABA的抑制,但是当小麦中ABA合成受抑的情况下,TSK1的表达会有所增加,说明TSK1的表达受ABA的调控。RNA原位杂交显示TSK1基因在花顶端分生组织、花药以及幼根等分生较旺盛的组织中有较强的表达,暗示该基因可能参与了与细胞分裂相关的过程。   为了研究TSK1可能具有的功能,本文首先在ask1-1突变体背景上超表达TSK1,发现能够部分恢复ask1-1突变体雄性不育的表型,说明TSK1和ASK1在植物减数分裂过程中存在某种保守性。   在野生型拟南芥中超表达TSK1造成了拟南芥多个方面的变化,包括萌发和开花推迟,气孔开度减小等。进一步的观察发现,转基因植株的萌发和营养生长都呈现出对ABA的超敏感,后续证据证实这种ABA的超敏感性并不是由于转基因拟南芥中ABA合成途径的改变所造成的,而极有可能是影响了ABA的信号传导过程。RT-PCR的结果显示,转基因植株中多个ABA相关的已知基因表达量的发生了变化。   为了提供植物中SKP1家族成员参与调节植物ABA信号传导途径证据,本文对拟南芥ASK1/ask1 ASK12/ask2的杂合双突变体自交后代进行了研究。结果显示,ask1/ask1纯合突变体和ask1/ask1 ASK2/ask2植株表现出对ABA的弱敏感性。该结果从另一个侧面印证了TSK1超表达植株对ABA超敏感表型。   此外,TSK1超表达拟南芥也表现出生长素相关表型,也印证了该基因可能与ASK1类似,参与到生长素介导的根发育过程。   综上所述,本文认为TSK1参与了植物激素介导的植物发育过程,而且极有可能是形成了目前未知的某种SCF复合体。最重要的是,本文的结果为SCF复合体参与调节植物ABA信号传导途径提供了生理及遗传层面的证据。      
页数132
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ibcas.ac.cn/handle/2S10CLM1/14218
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
李驰峻. 小麦SKP1同源基因TSK1的克隆和功能分析[D]. 中国科学院植物研究所,2006.
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