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植物不能移动的特性迫使植物需要整合内外源信号来适应周围不断变化的环境,在这个过程中螺旋-转角-螺旋(Helix-Loop-Helix,HLH)转录因子PREs(PaclobutrazolREsistance)起着重要的功能。PREs是控制植物细胞伸长的一类关键转录因子,其功能缺失会导致植株矮小、叶色深绿、开花延迟等表型,并对促进细胞伸长的激素信号和环境信号的敏感性降低。因此,对PRE1的进一步研究将有助于阐明外界环境因素与内部信号协同调控植物生长发育的分子机制。在本研究中,我们发现PRE1在植物体内存在磷酸化修饰,并且这种磷酸化对PRE1的功能起着重要的调控作用。通过对PRE1磷酸化位点的分析,发现了 PRE1有两个丝氨酸Ser46和Ser67在植物体内发生磷酸化。为研究这两个磷酸化位点对PRE1功能的影响,我们首先运用定点突变的方法将Ser46和Ser67突变成不能被磷酸化的丙氨酸(S46A、S67A)和酸性氨基酸谷氨酸(S46E、S67E)来模拟植物体内PRE1的磷酸化和非磷酸化状态。然后将这些突变后的PRE1与野生型PRE1同时构建了过表达载体并转化到模式植物拟南芥中。对这些转基因群体进行统计分析,结果表明PRE1S46A-Ox,PRE1S46E-Ox,PRE1 67A-Ox的转基因植株表型与PRE1-Ox的表型相似,而PRE1S67E-Ox的转基因植株表现出类似于野生型的表型,说明第67位丝氨酸的磷酸化会抑制PRE1的功能。进一步的研究显示PRE1第67位丝氨酸的磷酸化对PRE1的亚细胞定位没有影响,但会减弱PRE1与其互作蛋白IBH1的结合,进而影响细胞伸长相关基因的表达。为了寻找催化PRE1磷酸化的关键蛋白酶,我们以PRE1为秀饵进行了酵母双杂交筛选和免疫共沉淀筛选PRE1的结合蛋白并进行质谱分析测序,以及通过生物信息学技术分析与PRE1共表达的基因。通过这些方法我们初步选定了9个激酶,然后用酵母双杂交技术和双分子荧光互补技术分析了这些激酶与PRE1的相互作用,而且利用酵母三杂交技术分析了这些激酶对PRE1与IBH1互作的影响,从中筛选可能催化PRE1磷酸化的激酶。同时,我们还构建了这几个候选激酶的功能获得和功能缺失的转基因植株,目前正在对这些植株进行分析。通过本项目的研究,我们证明PREs存在磷酸化修饰,而且这种磷酸化通过抑制PRE1与其互作蛋白的结合来降低PRE1的活性,此外通过蛋白组学筛选我们找到几个可能催化PRE1磷酸化的蛋白激酶,并对这些激酶做了一些初步的研究工作,为我们深入阐明PRE1的功能奠定了扎实的基础。我们的研究工作可以更好的帮助我们了解植物如何通过PREs来整合内外源信号进一步调控植物生长发育,也为我们下一步在改良作物产量与品质方面提供强有力的理论基础。