论文部分内容阅读
生长素(auxin)在植物生长发育过程中发挥重要调节作用，其通过与受体TIRl/AFBs家族成员结合，启动scFTIRl/AFBs调节的生长素信号抑制蛋白Aux/IAAs的泛素-蛋白酶体降解过程，开启下游生长素响应基因的表达。有研究显示，生长素在泛素降解途径中的作用机制非常复杂，植物细胞内通过蛋白降解所介导的生长素信号转导除了通过TIR1介导的AUX/IAA降解进而引起下游基因的转录外，还可能存在其他通过生长素介导的蛋白降解而参与其作用的调节蛋白。
为了进一步研究生长素的信号调控及其作用机制，本研究利用模式植物拟南芬为材料，在建立基于质谱分析的高通量蛋白分离、鉴定系统的基础上，从蛋白质组学层面上对生长素处理前后幼苗蛋白质的变化进行了系统研究，为蛋白降解与生长素作用研究提供重要线索。
我们以拟南芥Col-0和生长素受体突变体tirl-1为材料，用不同浓度(lnM和1μM)生长素处理7天的幼苗，在不同时间点（6、12、24小时）取材，利用非标记鸟枪法策略对生长素处理前后的拟南芥幼苗蛋白质表达谱进行了研究。分析表明生长素处理后386个蛋白的表达量增加，370个蛋白的表达量减少。进一步分析发现有69个蛋白在生长素处理后的野生型样品中检测不到而在相同条件下的tirl-1突变体中可以检测到，暗示这些蛋白可能通过生长素介导的蛋白降解途径降解从而参与到生长素作用中。通过基因功能注释，分析了这些差异蛋白的细胞定位、参与的生物学过程及分子功能，为进一步研究生长素信号转导及作用提供了线索。
在获得了可能参与生长素作用的候选蛋白的基础上，进而利用突变体等材料进行了相关功能研究。表型观察发现，CS26(S-sulfocysteine synthase)缺失的纯合突变体植株矮小，叶色黄绿，发育较野生型延迟。已有的研究表明CS26具有S-硫胱氨酸合成酶的活性，参与叶绿体长日照条件下光依赖的氧化还原调节。我们进一步分析发现，cs26突变体的幼苗子叶叶脉发育存在一定程度的改变，根冠柱细胞的数目减少，排列较野生型紊乱，在蓝光条件下，下胚轴伸长被抑制的现象明显减弱，说明该基因对植物生长发育的影响不仅仅是参与叶绿体的氧化还原调控。