《兩組類受體激酶調控擬南芥根生長發育的分子機理》是依託蘭州大學，由黎家擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：兩組類受體激酶調控擬南芥根生長發育的分子機理
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：黎家
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
細胞與細胞及細胞與環境的信號交流對植物生長發育與逆境適應極為重要。類受體激酶是一大類位於植物細胞質膜上的單次跨膜蛋白，其胞外結構域負責識別胞外信號分子，激活胞內激酶區來啟動信號轉導，改變核內基因組的表達，使細胞做出針對性反應。申請人早期曾發現了BAK1作為共受體調控油菜素內酯信號轉導，其團隊近年來對BAK1的多重生物學功能進行了詳細的研究，其中發現BAK1參與調控根的生長發育，且主要不依賴於油菜素內酯的信號途徑。利用酵母雙雜交技術，本團隊發現多個LRR-RLKs能與BAK1互作，對其中位於同一亞家族的兩組共六個LRR-RLKs進行了遺傳學研究，發現其中一組三個同源基因負向調控根的發育，而與之相鄰的另一組三個同源基因正向調控根的發育。本課題將綜合遺傳學、細胞生物學、生物化學及蛋白組學等方法詳細研究這兩組LRR-RLKs是否以不同的CLE作為配體，並以BAK1作為共受體，來調控根的生長發育。
結題摘要
根是植物的重要營養器官，具有固定、吸收、合成等生理功能。根尖中的幹細胞微環境，包括靜止中心細胞和周圍的幹細胞，對於根的正常生長發育非常重要。靜止中心細胞合成並分泌多肽RGFs上調PLT1和PLT2進而促進幹細胞分裂，維持幹細胞微環境的活力，但RGFs的受體仍然未知。 本實驗室前期的證據表明BAK1作為共受體調控油菜素內酯(BRs)的信號轉導，還參與不依賴於BRs的根發育途徑。我們利用酵母雙雜交系統篩選了161個LRR-RLKs，鑑定到83個與BAK1有相互作用，本研究分析了其中兩組LRR-RLKs的功能。 第一組類受體蛋白激酶含有五個成員，被命名為RGF1 insensitives（RGIs）。我們構建了一系列RGIs的多重缺失突變體，表現出或多或少的根發育缺陷表型，五重缺失突變體表現出分生區變小的嚴重根短表型。進一步構建了第二套五重缺失突變體，與第一套表型一致。RGIs五重缺失突變體中PLT1和PLT2表達顯著下調，用RGI2的啟動子異位表達PLT2能夠極大地恢復五重缺失突變體的根尖表型。RGIs的五重缺失突變體對RGF1完全不敏感。斑點印跡和pull-down分析表明RGF1能夠與RGI1的胞外結構域結合。施加RGF1能夠誘導RGI1和RGI2的磷酸化增強。RGF1能夠誘導RGI1的泛素化和降解，還能夠誘導BAK1的磷酸化增強。這些結果表明，RGIs作為RGF1的受體，在根尖發育過程中有著不可或缺的作用。第二組類受體蛋白激酶含有三個成員，在根中有不同程度表達。超表達RLK101和RLK219導致初生根變短。三重缺失突變體表現出根生長加快和對BRs略微超敏感的表型。我們還分析了一系列根尖報告基因在三重缺失突變體中的表達情況。 總的來說，我們對RGIs進行了深入的研究，證明了RGIs作為RGF1的受體參與擬南芥根尖幹細胞微環境自調控。我們還對第二組RLKs做了一定的研究。
