一類新型植物微管結合蛋白的功能分析

《一類新型植物微管結合蛋白的功能分析》是依託中國農業大學，由袁明擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：一類新型植物微管結合蛋白的功能分析
• 依託單位：中國農業大學
• 項目負責人：袁明
• 項目類別：重點項目

項目摘要

植物細胞的結構和形態是其執行功能的基礎，而植物細胞的形態建成是通過對其生長過程的控制而實現的。微管結合蛋白通過調控微管骨架的動態和組織方式以控制植物細胞的生長過程，並進一步影響植物細胞的形態建成和功能，因此，微管結合蛋白的研究對闡明植物細胞如何形成特定的形態結構並實現其功能有重要意義。本項目在本實驗室發現一類對植物細胞的生長和形態建成有重要作用的，具有V-V-E-K-K-N/E-E重複基序的新型植物微管結合蛋白的基礎上，提出從水稻、菸草等作物中鑑定新的具有該重複基序的植物微管結合蛋白；分析該類蛋白的蛋白結構以及微管結合域的特徵；闡明這類蛋白對微管和微絲動態和組織的調控作用；以及它們的活性調控機制；並進一步研究它們在植物細胞形態建成中的生理功能和作用機理。本研究項目對闡明植物細胞形態建成過程中微管結合蛋白的調控機理有重要的科學理論意義。

結題摘要

植物的花粉管必須進入胚珠才能進行受精過程。之前已有報導，微絲，微絲結合蛋白以及頂端鈣離子梯度對於花粉管的頂端極性生長都是重要的調控因子。然而，如何調控花粉管的生長方向還不是很確定。我們之前曾經報導過一個擬南芥微管結合蛋白MAP18，通過調控周質微管組織來影響細胞生長。MAP18基因在花粉管中有很高的表達量，暗示MAP18可能參與了花粉管的生長調控。 在本研究中，我們證明了MAP18通過影響微絲組織而非微管來影響花粉管生長。體外生化實驗證明MAP18具有在在Ca2+存在時切割微絲的能力。過表達MAP18和map18突變體的花粉管頂端微絲動態和組織異常，並導致了花粉管生長方向的異常，不能準確的進入胚珠進而影響了結實。MAP18點突變蛋白證明其切割微絲的活性對於調控花粉管生長方向是至關重要的。因此，該項目的重要研究結果證明了MAP18依賴鈣離子切割微絲從而調控擬南芥花粉管生長方向的分子機制。