水稻磷酸肌醇磷酸酶的定位克隆和功能研究

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• 论文作者：陈华昌 ; 林鸿宣
• 年：2016
• 作者机构：中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所植物分子遗传国家重点实验室;
• 论文关键词：水稻 ; PtdIns(4)P ; 磷酸酶 ; 细胞骨架 ; 囊泡运输
• 会议召开时间：2016-10-09
• 会议录名称：2016年全国植物生物学大会摘要集
• 语种：中文
• 分类号：Q943.2
• 学会代码：ZGZO
• 会议名称：2016年全国植物生物学大会
• 会议地点：中国湖北武汉
• 主办单位：中国遗传学会、中国细胞生物学学会、中国植物学会、中国植物生理与植物分子生物学学会、中国作物学会
• 学会名称：中国植物学会
• 页数：1
• 文件大小：855k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

磷脂酰肌醇作为生物膜中的重要组分之一,根据肌醇分子上磷酸基团的数量及相对位置的不同可以分为7种,分别为Ptd Ins(3)P,Ptd Ins(4)P,Ptd Ins(5)P,Ptd Ins(3,4)P,Ptd Ins(3,5)P,Ptd Ins(4,5)P,Ptd Ins(3,4,5)P。其中Ptd Ins(4,5)P作为经典的IP3/DAG信号通路中信号分子的前体而最为人所知。但动物中经典的IP3/DAG通路的重要组分:IP3受体、与DAG互作的PKC等在植物中并没有被发现,暗示植物中的磷脂酰肌醇相关信号转导通路与动物中在进化中有一定分化。近年来,有越来越多的研究发现其它种类的磷脂酰肌醇也可以作为独立的信号分子在许多生物学过程中发挥重要的作用。而对于磷脂酰肌醇在植物,尤其是水稻中的功能以及具体的机制研究十分有限。我们以粳稻品种CB和籼稻品种桂朝2号为亲本进行杂交,通过图位克隆的方法找到了一个控制水稻株高、穗粒数、分蘖数等多个性状的基因。基因注释信息显示,该基因编码一个磷脂酰肌醇磷酸酶。将其在昆虫sf9细胞中进行表达并进行酶活检测发现,该桂朝2号来源的目的基因可以特异性对Ptd Ins(4)P进行去磷酸化,而CB来源的目的基因则丧失了酶活。同时构建了以CB为轮回亲本,桂朝2号位供体亲本的近等基因系(NIL),对含有CB片段来源的NIL-CB和含有桂朝2号片段来源的NIL-GC进行Ptd Ins(4)P含量测定,结果显示NIL-CB中Ptd Ins(4)P含量明显高于NIL-GC植株。细胞学观察还显示,NIL-CB的根尖细胞中,细胞骨架表现出明显的不规则排列,细胞内囊泡也出现更多的积累。对二者体内各种植物激素含量测定发现,NIL-CB中水杨酸(SA)发生显著的积累,表明目的基因的突变可能也参与植物抗逆过程中。目前正在构建互补过表达以及CAS9敲除的转基因植株从遗传学验证表型。同时并通过寻找Ptd Ins(4)P的结合蛋白从机理上进行阐述。

引文