《利用fsp1 突變體研究氣孔發育後期對稱分裂的調控網路》是楊克珍為項目負責人，中國科學院植物研究所為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：利用fsp1 突變體研究氣孔發育後期對稱分裂的調控網路
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊克珍
- 依託單位：中國科學院植物研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
擬南芥氣孔由一對保衛細胞組成。four lip（flp）突變體是最早發現的氣孔突變體之一，FLP基因突變導致保衛細胞母細胞冗餘分裂，形成異常的多細胞氣孔結構。已有結果表明FLP作為MYB轉錄因子可直接負調控CDKB1;1、CDKA;1、CYCA2;3基因轉錄，但FLP所參與的氣孔發育後期的對稱分裂調控機制尚不清楚。我們採用正向遺傳學方法對flp-1突變體進行了EMS誘變，從誘變群中篩選到一個可抑制flp-1氣孔表型的突變體植株flp-1 fsp1，並完成該基因的圖位克隆。轉化FSP1能夠使flp-1 fsp1的植株重現flp-1氣孔表型。fsp1單突變體也表現出保衛細胞母細胞分裂缺陷,表明FSP1參與了FLP所調控的氣孔發育後期細胞分裂。我們擬利用分子生物學、生物化學和細胞生物學等技術，對FSP1與FLP及細胞周期蛋白的關係進行解析，期待能進一步揭示氣孔發育中對稱分裂的精細的分子調控機制。
結題摘要
氣孔是調節植物體內外氣體交換的重要表皮結構。氣孔的發育包含多種不對稱分裂和唯一的一次對稱分裂。FOUR LIPS (FLP)MYB家族轉錄因子和其同源基因MYB88在調控氣孔對稱分裂過程中發揮著非常重要的作用。FLP基因突變導致保衛細胞母細胞發生冗餘分裂，在弱突變體flp-1的子葉中大約有40%的氣孔由4個挨在一起的保衛細胞組成。為了對FLP的整個調控網路進行深入的研究，本項目中我們對flp-1進行EMS誘變，我們篩選到一個FLP的抑制子，命名為FSP1。該基因突變大大抑制了flp-1突變體的表型。在該項目中我們的研究發現：第一、FSP1基因編碼擬南芥RPA2a蛋白，該蛋白是RPA複合體的一個重要的亞基，參與DNA的複製、修復以及重組過程。第二、RPA2a和FLP的直接靶蛋白CDKB1;1/CYCA2;3複合體協同調控氣孔發育對稱分裂、保衛細胞的大小以及DNA的核內複製等過程。第三、RPA2a蛋白能和CDKB1;1/CYCA2;3複合體相互作用，並且受到CDKB1;1複合體的直接磷酸化的調控。RPA2a的N端區域是磷酸化的區域，並且Ser11和Ser21是其保守的磷酸化位點。RPA2a:PRA2aS11,21/D-GFP能夠部分互補cdkb11;11;2雙突變體的GMC分裂缺陷表型。以上研究結果揭示了RPA2a受到CDKB1;1複合體磷酸化調控的保守的調控機制。另外，我們的研究還發現：擬南芥中RPA2有兩個同源基因，RPA2a和RPA2b。這兩個基因在植物生長發育過程中的表達模式相似，都是在細胞分裂比較旺盛的細胞中有較高的表達水平，並且在整個胚胎髮育過程中都有表達。雙突變體表現出胚胎致死的表型，並且胚乳細胞核分裂異常。因此，我們的研究結果揭示RPA2蛋白不僅參與氣孔發育過程還參與植物胚胎髮育過程調控。
