資源描述：
《擬南芥型受體蛋白激酶crk45對生物和非生物脅迫的響應》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、擬南芥型受體蛋白激酶CRK45對生物和非生物脅迫的響應1引言植物的一生會受到多種外界環(huán)境因素的影響，由于其不可遷移的特征，使得植物進化出一系列的適應性機制來適應環(huán)境對其的影響。在這一過程中，植物進化出了復雜的信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)來調(diào)節(jié)自身的代謝，從而得以更好地生存。在這個信號系統(tǒng)中，感受植物外界環(huán)境信號的受體是必不可少的。在動物細胞中，執(zhí)行這一功能的是細胞中普遍存在的受體樣激酶，這些激酶在接受細胞膜外信號分子之后，通過改變自身的構(gòu)象，將膜外信號傳遞進入細胞內(nèi)并且隨之引發(fā)一系列相應的生理反應，從而調(diào)節(jié)細胞對外界信號分子的反應。同樣，在植物細胞中也存在著這樣一類感知和傳遞外界
2、信號的組分，即類受體激酶（Receptor-likekinase,RLK）[1]。隨著科學研究的進步，類受體激酶在植物的生長、發(fā)育、生殖和抗病中所起的重要作用越來越受到人們的重視。對于植物來說，不同的環(huán)境脅迫信號會引起植物不同的信號響應途徑，這些環(huán)境脅迫大致可分為兩大類，即由病毒、病原體、害蟲或雜草對植物的侵染造成的生物脅迫，以及由各種不利的環(huán)境條件，如干旱、高鹽、冷凍、高溫以及滲透脅迫等對植物的影響而造成的非生物脅迫。在植物響應這些脅迫信號的過程中，植物激素的調(diào)控功能是必不可少的，如脫落酸參與了植物對幾乎所有的非生物脅迫的響應，而水楊酸與植物對生物脅迫的響應是密
3、不可分的，在本研究中，這兩種植物激素在擬南芥類受體激酶CRK45對非生物和生物脅迫應答中同樣有著重要的作用。1.1脫落酸和非生物脅迫信號對植物的影響1.1.1脫落酸簡介脫落酸（Abscisicacid,ABA）是類異戊二烯（isoprenoids）也稱萜類化合物（Terpenoids）[2]，是一種弱酸化合物（pKa=4.8），具有旋光性，分子式為（C15H20O4）[3]。ABA早在1960s就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)。將其命名為脫落酸，是因為在早期的研究中ABA和葉子的脫落有關(guān)[4]。但也有人認為這兩者之間并無直接的關(guān)聯(lián)。脫落的組織中出現(xiàn)ABA這一現(xiàn)象表明ABA的作用可能是
4、促進衰老或植物對脅迫的響應。在低等和高等植物體內(nèi)都廣泛存在著ABA，同時一些對于植物來說致病的真菌也能夠產(chǎn)生ABA[3]。1.1.2脫落酸的合成ABA的生物合成被認為有兩種途徑，分別是Cl5直接途徑和C40間接途徑,在直接途徑中，由Cl5法呢基焦磷酸（FPP）經(jīng)一系列的環(huán)化和氧化作用直接生成ABA；而在間接途徑中，由C40類胡蘿卜素經(jīng)氧化裂解生成ABA。大量的分子生物學分析證明，在高等植物中ABA的合成主要是通過間接途徑完成的。在這一過程中,玉米黃質(zhì)環(huán)氧化酶（Zeaxanthinepoxidase，ZEP）、9-順式-環(huán)氧類胡蘿卜素二加氧酶（9-cis-epoxy
5、carotenoiddioxygenase，NCED）和ABA醛氧化酶（ABAaldehydeoxidase，AAO）等都催化了關(guān)鍵的限速反應（見圖1）[5]。ZEP是最早發(fā)現(xiàn)的催化ABA合成相關(guān)的酶。在煙草中NpZEP（也稱ABA2）是最早被發(fā)現(xiàn)的和ABA合成相關(guān)的酶，其表達量增加會促使內(nèi)源ABA含量的升高[6]。ABA2蛋白分子量為72.5kD，是一個葉綠體輸入蛋白,其催化步驟是將玉米黃質(zhì)轉(zhuǎn)化成環(huán)氧玉米黃質(zhì),進而在還原型鐵硫蛋白作用下轉(zhuǎn)化成新黃質(zhì)[7]。NCED是催化ABA生物合成間接途徑的關(guān)鍵酶，首先催化C40的新黃質(zhì)裂解產(chǎn)生C15的中間體黃質(zhì)醛（Xanth
6、oxin），然后黃質(zhì)醛經(jīng)一系列氧化步驟被氧化為ABA-醛，進而轉(zhuǎn)變?yōu)锳BA[8]。NCED是一個小的基因家族，其成員包括NCED2，NCED3，NCED5，NCED6，NCED9等，在擬南芥中，NCED3的過表達會提高內(nèi)源ABA水平，同時會延長種子的休眠期[9]。NCED5的過量表達也會導致組成型的內(nèi)源ABA水平升高[10]。AAO通常被認為催化ABA合成過程中后期的反應，催化了由ABA-醛轉(zhuǎn)變?yōu)锳BA的反應。AAO是由兩個150kD的亞基組成的同源二聚體，含有兩個不同的結(jié)合位點，分別是Fe_S結(jié)合中心和鉬輔因子（MoCo）結(jié)合中心，AAO同樣也是小的基因家族，其
7、成員有AAO1，AAO2，AAO3，AAO4等[11]。2實驗材料和方法2.1實驗材料2.1.1植物材料野生型擬南芥：Columbia生態(tài)型（Col-0）。擬南芥（Col-0），CRK45基因（At4g11890）的T-DNA插入突變體crk45（SALK-057538）由本實驗室從ABRC（ArabidopsisBiologicalResourceCenter）獲得并篩選獲得純合體。CRK45過表達和互補轉(zhuǎn)基因株系由本課題組完成載體構(gòu)建、植物轉(zhuǎn)化及純合體株系的篩選。2.1.2菌株丁香假單胞菌：毒性的P.syringaepv.tomatoDC3000（PstDC3
8、000）菌
