《擬南芥PPR蛋白SOAR1調控種子萌發的機制研究》是依託清華大學，由王小芳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：擬南芥PPR蛋白SOAR1調控種子萌發的機制研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：王小芳
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我們在對擬南芥脫落酸受體ABAR的研究中，利用正向遺傳學技術，篩選到了ABAR抑制子突變體soar1-1D，分子檢測表明SOAR1編碼一個PPR蛋白。進一步證據表明SOAR1是細胞質和細胞核中雙重定位，並且是作用於ABAR下游、ABI5上游、參與ABA信號調控的種子萌發和幼苗生長過程的核心負調節子。赤黴素和脫落酸拮抗作用會影響種子萌發，因此我們初步研究SOAR1在赤黴素上的表型，發現SOAR1參與了赤黴素信號轉導。那么SOAR1是如何調控兩種激素信號轉導過程，進而影響種子萌發？結合我們目前初步的研究進展，即一是酵母雙雜交篩選得到SOAR1互作分子DELLA蛋白，二是通過SOAR1突變體轉錄本測序獲得的兩種激素信號轉導重要調節子轉錄水平變化的證據，我們擬通過本項目的研究方案，揭示SOAR1在兩種激素信號所調控的種子萌發過程中的作用。
結題摘要
SOAR1是擬南芥中一個在細胞質和細胞核中雙重定位的三角形五肽富足蛋白（Pentatricopeptide repeat proteins, PPR），它能夠調控植物對多種生物或非生物脅迫的耐受性，如ABA、鹽、乾旱、低溫、滲透脅迫等。它還調控了種子萌發、下胚軸伸長、成花轉化等植物發育的過程，因此我們認為SOAR1是一個多重信號通路的關鍵調控因子。研究中發現SOAR1還參與赤黴素信號轉導過程，因此我們研究了SOAR1蛋白參與GA信號轉導的機制。我們利用酵母雙雜交、菸草螢光素酶互補實驗、雙分子螢光互補實驗、免疫共沉澱驗證了SOAR1能夠與植物中GA信號通路重要的抑制子DELLA蛋白相互作用。酵母雙雜交實驗表明DELLA蛋白上互作的區段為DELLA結構域，同時SOAR1蛋白的PPR結構域是DELLA蛋白與SOAR1蛋白互作的必需結構域。遺傳學實驗證明編碼DELLA蛋白的基因RGL1或者RGL2突變後能夠恢復SOAR1突變造成的對PAC敏感的表型，也能夠恢復SOAR1突變後下胚軸變長、根變短、早花等與發育相關的表型，這些結果揭示GA信號轉導途徑中，DELLA蛋白作用於SOAR1下游，SOAR1蛋白通過與DELLA蛋白的相互作用來調控信號轉導過程。通過對擬南芥Col-0、soar1-2、rgl1 rgl2以及rgl1 rgl2 soar1種子進行了轉錄組測序，發現SOAR1與DELLA共同調節一系列基因的表達，RGL1 RGL2基因突變能夠部分恢復SOAR1突變引起的轉錄組的變化，並且SOAR1與DELLA蛋白在GA介導的種子萌發的過程中可能起著相反的調控作用。再結合已有的SOAR1參與ABA信號轉導過程的證據，本文揭示植物中的PPR蛋白參與ABA和GA信號轉導交叉的新機制，具有重要科研價值。
