《生長素調控擬南芥PIN2蛋白降解的分子機理研究》是依託浙江師範大學，由潘建偉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：生長素調控擬南芥PIN2蛋白降解的分子機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：潘建偉
- 依託單位：浙江師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
植物根系向地性是決定根系空間生長趨勢的主要因素之一，對於養分吸收（尤其是磷的吸收）具有重要影響。擬南芥PIN2在根向地性生長中起著關鍵性的調控作用。本申請項目在發現生長素調控PIN2降解需要生長素信號傳導途徑的基礎上，以生長素突變體（axr1-12PIN2::PIN2:GFP）為背景，採用激活標籤法(4x35S)誘導突變來建立過表達突變體庫，利用雷射共聚焦顯微鏡篩選能調控PIN2:GFP降解的生長素信號傳導途徑下游目標基因突變體。利用TAIL-PCR等技術直接克隆目標基因，分離和鑑定SALK或SAIL目標基因突變體，驗證目標基因在生長素調控PIN2降解中的生物學功能，分析目標基因的亞細胞定位和組織特異性表達，期望闡明生長素調控擬南芥PIN2降解的分子機理。本項目的研究結果對揭示生長素調控植物向地性生長的分子機理具有重要意義，也為遺傳改良作物根系性狀、提高作物養分吸收效率提供理論依據。
結題摘要
生長素極性運輸是植物生長發育調控的重要機制之一，生長素通過調控極性輸出載體PIN蛋白的內吞和降解反饋調控自身的極性輸出。本研究項目利用分子遺傳學和雷射共聚焦顯微鏡技術剖析生長素調控PIN2-GFP內吞和降解的分子機理，主要研究結果如下：（1）生長素通過TIR1/AFBs介導的信號途徑調控PIN2-GFP在液泡中降解；（2）從激活標籤突變體庫中篩選到影響PIN2-GFP質膜水平的候選突變體8個，利用TAIL-PCR克隆到4個候選突變基因，並鑑定了其中1個目標基因的生物學功能；（3）激活標籤插入到目標基因格線蛋白輕鏈CLC2編碼區，導致該目標基因的敲除，突變體表現為下胚軸變長、根變短的表型；（4）擬南芥基因組共有3個CLC同源基因，clc1-1未能獲得純合株系，clc2-1和clc3-1獲得純合株系，表型與篩選到的突變體表型相一致；（5）進一步製備了clc2-1 clc3-1雙突變株系，其表型比單突變體更加嚴重，表明兩者功能上冗餘；（6）互補實驗表明，雙突變體表型的確有CLC2和CLC3敲除引起；（7）CLC2和CLC3功能缺失影響了PIN2-GFP的內吞速率和生長素的調控、PIN2介導的生長素極性運輸、根尖生長素分布和根向地性。這些研究結果對進一步理解生長素調控PIN內吞和降解的分子機理具有重要意義。本研究項目共發表學術論文5篇，其中SCI 3篇，培養研究生3人。關鍵字：生長素；PIN2；格線蛋白輕鏈；內吞與降解；擬南芥
