论文部分内容阅读
PF40基因是从谷子未成熟种子的cDNA表达文库中筛选得到的基因，它与它的同源基因在禾谷类植物中广泛存在；转基因试验表明不论在谷子、烟草还是拟南芥中，PF40基因的过表达都表现出植株根伸长受抑制，根系密集，顶端优势减弱，顶端生长受抑而侧枝发育；实验证明PF40可能与植物激素代谢存在着密切关系；PF40亚细胞定位实验表明PF40位于绕核的内质网以及胞质网格状内质网上；进一步的生物信息学分析预测表明PF40与金属转运蛋白ZIP家族基因不论在序列还是结构上都存在很高的相似性；综合这些信息，PF40可能定位于膜系统上并参与金属离子的运输，进而影响到植物的形态建成。
为了找到PF40参与金属离子的运输直接或间接的证据，本文做了以下几个方面的研究：克隆了PF40在水稻中的相似基因ZupT基因，并将PF40、ZupT转化到不同的金属离子吸收缺陷型酵母中表达进行功能互补分析，发现它们促进了Fe、Mn吸收能力缺陷型酵母的在金属缺陷型培养基中的生长；对谷子的转PF40基因株系在不同浓度的不同金属条件下的生长状况研究，表明转PF40基因干扰载体谷子对高浓度金属离子胁迫表现出相对高的抗性；谷子中PF40基因在不同浓度金属离子条件下的表达水平研究表明PF40表现出比较恒定的表达，并不受金属离子缺失条件的诱导。结果表明，PF40基因很可能参与某些过渡金属离子的运输，是植物细胞中某些过渡金属离子平衡体系中的一员。
PF40影响到植物的分枝，已有研究证明PF40基因与植物中的激素存在某种联系，但并没有找到直接证据表明它能在植物分枝相关的激素和转录因子的调控网络体系中找到自己的位置。将PF40与其它ZIP蛋白进行多重比对构建系统树发现PF40与酵母中定位于细胞器膜并参与维持细胞内的金属离子平衡的ZRT3处于同一分枝，可能有较近亲缘关系，这进一步暗示了PF40可能定位于内质网膜上并参与金属离子的运输。也就是说PF40与激素代谢这种联系更有可能是PF40基因通过参与金属离子的运输，影响细胞金属离子平衡所导致的间接结果。