水稻光敏色素A入核機理的研究

《水稻光敏色素A入核機理的研究》是依託華南師範大學，由王亞琴擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：水稻光敏色素A入核機理的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王亞琴
• 依託單位：華南師範大學

項目摘要

PhyA是高等植物中第一個被發現的光敏色素蛋白，其合成後，必須從細胞質轉移到細胞核才與各種轉錄因子（如PIFs）相互作用，誘導遠紅光應答核基因表達，參與光形態建成和調節植物的生長發育，因此，PhyA的入核過程是光信號轉導過程中的關鍵步驟。目前在擬南芥中對於PhyA入核機理研究較為清楚，而在單子葉植物水稻中的研究尚屬空白。本項目在用酵母雙雜交方法初步證明了水稻phyA與轉運受體蛋白Osimpα1a/α1b可以相互作用，而OsphyA與OsFHL相互作用較弱的基礎上，提出水稻中phyA可能具有兩種入核方式。我們將利用酵母雙雜交、體外Pull down、Luc-split、BiFC等方法證明水稻phyA、OsFHL和轉運蛋白之間的相互作用，並結合遺傳互補實驗闡明水稻phyA入核的分子機理；同時明確OsFHL和其他相關入核輔助蛋白的生物學功能，為水稻高效利用光能，穩產、高產提供理論基礎。

結題摘要

光敏色素A是調節連續遠紅光的高輻照度反應和單脈衝的極低輻照度反應的主要光受體。本項目通過酵母雙雜交、螢光蛋白CFP、YFP共轉化、BiFC等方法證明了水稻phyA在遠紅光的誘導下，小分子核定位蛋白OsFHL與其結合併介導其入核。同時將水稻phyA轉入擬南芥phyA-211、fhy1-1等突變體進一步證明了在遠紅光的誘導下，擬南芥小分子核定位蛋白FHY1也可以與水稻phyA結合併介導其入核。結合擬南芥生長周期短的特點，本項目還探究了水稻phyA能否替代擬南芥phyA在植物生長發育過程中的作用。結果表明，水稻phyA能部分恢復phyA-211突變體在HIR反應中下胚軸伸長的特性。在種子萌發、去黃化實驗中，水稻phyA能夠替代擬南芥phyA的作用。在EOD-FR反應中，水稻phyA能夠恢復擬南芥突變體phyA-211下胚軸延伸、葉柄伸長、開花時間延遲等特性。這些結果充分說明水稻phyA和擬南芥phyA在光形態建成中的作用是一致的。同時本項目還通過水稻phyA突變體2793、2788兩個株系進一步研究了水稻phyA在光形態建成和農藝性狀方面的作用，發現水稻phyA能夠調節VLFR反應，誘導水稻種子萌發，抑制胚芽鞘伸長，在秧苗去黃化過程中起主要作用。但在提高結實率、千粒重等農藝性狀方面所起的作用不大。