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Rac/RopGAPs(GTPase activating protein)是小G蛋白Rac/ROP的上游阴性调节因子,催化小G蛋白由GTP结合态转化为GDP结合态。Rac/ROP作为分子开关调节植物多种生长发育以及参与多种信号途径,其中包括调节花粉管的生长、根毛的发育、过氧化氢的产生以及参与生长素、脱落酸等植物激素的信号转导途径等。在RopGAP存在时,Rop蛋白内在的GTP酶活性得以提高,更易于与GTP分离并结合GDP转变为失活状态。在拟南芥中RopGAP家族共有6个成员组成,通过对RopGAP家族中的氨基酸序列比对分析发现,家族成员有一些固有的保守结构域。所有的RopGAPs都含有一个GAP-Like区域和一个CRIB(Cdc42/Rac-interactive binding)结构域,称为RopGAP的中心区域,而动物和真菌的GAPs并不含有这个结构域。CRIB与GAP-Like区域通过一段保守的序列连接起来发挥功能,但是不同的RopGAP的C端和N端是不相同的。 本论文运用分子生物学和反向遗传学方法对RopGAP2的功能进行了初步研究,获得如下结果: 1.RopGAP2蛋白定位于细胞质与细胞膜 通过表达荧光蛋白融合载体,在烟草瞬时转化实验和拟南芥稳定转基因植株激光共聚焦实验中,发现该蛋白主要定位于细胞质内及细胞膜。 2.过量表达RopGAP2影响胚胎发育及胚后的根发育和叶片表皮毛的发育 通过对RopGAP2过表达转基因植株的表型分析与观察,发现该基因可能调控胚胎发育过程。RopGAP2过表达后,发现胚胎细胞分裂紊乱,影响胚胎早期发育和根极的建立;胚后发育阶段过表达RopGAP2引起侧根密度降低,表皮毛的不正常分叉以及花的发育等。这些结果都说明RopGAP2过量表达会影响植物正常生长发育过程。 3.下调RopGAP2表达影响拟南芥胚胎和幼苗的发育 通过对干涉和反义转基因植株的表型分析与观察,发现下调RopGAP2表达同样会引起胚胎细胞的不正常分裂,影响胚胎早期发育和根极的建立过程,在胚后发育阶段,下调RopGAP2表达会引起幼苗子叶的退化和形态的改变等。 以上结果显示,RopGAP2在植物胚胎发育的过程中起重要作用,在胚后发育阶段,尤其严重影响侧根的发育。这都说明RopGAP2在拟南芥生长发育中起重要作用。