《擬南芥F-box基因FOF2調控開花的分子機理研究》是依託湖南大學，由趙小英擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：擬南芥F-box基因FOF2調控開花的分子機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：趙小英
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
蛋白質降解是一個重要的轉錄後調控過程，通過調節關鍵蛋白的水平，促使生物體對胞內信號及外界環境條件的改變而迅速作出反應。UPS(ubiquitin proteasome system )途徑是真核生物體內最主要的蛋白降解途徑。SCF(Skp, Cullin, F-box)複合體中的F-box蛋白通過特異性識別和結合，而介導靶蛋白通過UPS途徑降解。在前期研究中，我們通過篩選具有開花表型的F-box基因顯性失活突變體（Dominant negative mutant），發現了一個調控開花並受藍光和生物鐘調控的新基因FOF2(F-box deletion Overexpression Flowering 2)。本項目將進一步系統研究光對FOF2基因表達的調控；FOF2基因對開花的調控作用；鑑定與FOF2蛋白相互作用的靶蛋白，並研究靶蛋白的降解模式，旨在揭示FOF2基因調控開花的分子機理。
結題摘要
F-box蛋白在植物生長發育過程中具有重要調控作用。擬南芥中有約700個F-box基因，但是大多數基因的功能未知。我們採用反向遺傳學的手段篩選到參與調控開花的F-box基因FOF2。研究發現MycFOF2ox過量表達轉基因株系在長日下開花推遲，短日下開花更遲。FOF2i干擾表達株系及MycFOF2D負顯性突變體開花提早。分析FOF2在花芽分化期間的表達，發現FOF2的轉錄水平和蛋白水平在花芽分化前期高，隨後降低，並保持較低的水平，這些基因表達模式與FOF2負調控開花的功能相一致。RNA-seq及實時定量PCR結果顯示，FLC在MycFOF2ox中的表達量升高，FT和SOC1的表達量則降低。春化處理或者將flc-3突變位點引入MycFOF2ox轉基因株系，可使MycFOF2ox的晚開花表型得到恢復，FT和SOC1的表達量升高，表明FOF2是自主開花途徑成員，通過促進FLC表達抑制開花。分析光對FOF2基因表達的調節，發現FOF2在轉錄水平和轉錄後水平上都受光調節，在光照條件下FOF2轉錄水平增加、蛋白積累，在暗中FOF2轉錄水平和蛋白水平都下降，MG132抑制劑處理可抑制FOF2在暗中降解。這些研究結果表明FOF2可能作為聯繫光與自主開花途徑的節點基因。篩選到FOF2的互作蛋白TCP20、VOZ1和VOZ2，我們將通過遺傳實驗分析FOF2與TCP20、VOZ1和VOZ2在開花途徑中的關係，深入了解FOF2調控開花的分子機制。另外，成功構建了含有不同啟動子和標籤蛋白的雙基因植物表達載體pDTs，為研究蛋白間的相互作用提供了新途徑。此外，研究發現藍光受體CRY2蛋白CCE結構域中的絲氨酸為依賴藍光磷酸化位點，這些位點突變抑制CRY2在藍光下降解、生理功能減弱；轉錄因子TCP2在藍光下積累，在暗中和遠紅光下降解，與藍光受體CRY1互作調控光形態建成；UPS(ubiquitin proteasome system)途徑26S蛋白酶體亞單位Rpn1a負調控擬南芥葉和莖表皮毛分化和分枝；F-box基因FOA1通過ABA信號通路參與調節種子萌發、主根伸長。這些研究發現可促進我們了解UPS途徑及其F-box蛋白成員在植物生長發育過程中的調控作用。
