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香蕉是热带亚热带重要水果之一,同时也是国内外市场上经济效益显著的水果。然而,香蕉属于典型的呼吸跃变型果实,对乙烯极其敏感,微量的乙烯即会导致果实迅速成熟,货架期短。因此,研究香蕉的采后成熟机制对延长果实贮藏期和改善果实品质等具有重要意义。DREB是一类植物特有的转录因子,在植物的低温、干旱及盐害等逆境中发挥重要作用。本课题组前期研究发现MaDREBs可能与香蕉果实成熟密切相关,其中MaDREB2与香蕉果实成熟关系更为密切,并且MaDREB2可结合并激活香气合成基因MaADH1和MaPDC的启动子。但是,MaDREB2调控果实成熟的具体分子机制如MaDREB2的互作蛋白及其转录活性的调控因素等仍不明确。促分裂原活化蛋白激酶(Mitogen Actived Protein Kinase,MAPK)是丝氨酸/苏氨酸型蛋白激酶,它可使作用底物(酶或转录因子等)发生磷酸化修饰,从而在植物的生长发育、激素响应、生物与非生物胁迫等信号传递过程扮演着重要角色。因此,本论文研究MaDREB2与MaMPKs的互作关系,及其互作之后对下游靶基因的调控作用;同时研究MaDREB2与E3泛素连接酶(Ubiquitin-protein ligase,E3)MaE3s的互作关系,以期阐明MaDREB2翻译后修饰对香蕉果实成熟的调控机制。研究结果如下:1.MaMPK1-3为MaDREB2的靶基因,并且受果实成熟和乙烯上调诱导。采用ChIP-qPCR验证MaDREB2转录因子能够直接结合三个MaMPK的启动子,分别命名为MaMPK1-3。进化树分析表明MaMPK1、MaMPK2和MaMPK3属于两个不同的亚族,其中MaMPK1/2属于D亚族,MaMPK3属于A亚族。氨基酸序列分析表明,MaMPK1-3均具有11个保守的亚结构域,并且在第VII与第VIII亚结构域之间有一个含TXY基序的活性环。荧光定量分析表明,Ma MPK1-3在三种不同成熟进程香蕉果肉中的表达模式相似,即随着果实的成熟表达增强并且受乙烯诱导。2.MaMPK2蛋白可与MaDREB2蛋白互作,互作能影响MaDREB2的转录活性。酵母双杂交和双分子荧光互补(BiFC)分析证实MaMPK2蛋白能与MaDREB2转录因子互作,并且互作的部分发生在细胞核内。烟草瞬时表达实验表明,MaMPK2和MaDREB2共转之后削弱了MaDREB2对下游靶基因MaADH1和MaPDC的转录激活能力。3.E3泛素连接酶MaE3-2/3能与MaDREB2互作,其表达均受果实成熟和乙烯上调。从香蕉果实成熟的转录组数据库中获得了三个表达上调的E3全长cDNA序列,分别命名为MaE3-1、MaE3-2和MaE3-3。氨基酸序列分析表明MaE3-1/2/3都属于RING-finger型E3。酵母双杂交和双分子荧光互补(BiFC)分析证实MaE3-2和MaE3-3蛋白能与MaDREB2转录因子互作。荧光定量分析表明,MaE3-2和MaE3-3在三种不同成熟进程香蕉果肉中的表达模式相似,都随着果实的成熟和乙烯诱导而表达增强。综合以上结果,我们推测MaDREB2转录因子可能被MaMPK2磷酸化以后又被MaE3s识别,然后通过泛素蛋白酶体途径降解,从而削弱了MaDREB2对下游靶基因如MaADH1和MaPDC的转录激活能力。后续试验如MaDREB2蛋白的磷酸化和泛素化修饰等将非常有意义。