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拟南芥卵形家族蛋白(Arabidopsis thaliana Ovate Family Proteins,AtOFPs)是一种新型的植物特有的转录因子,共包括19个成员,根据其过表达转基因拟南芥的表型特点将其分为3个亚类。AtOFP1被分为第Ⅰ亚类,已经被证明它能直接调控其下游的GA合成酶关键基因AtGA20ox,抑制其转录活性从而抑制细胞伸长,可以使拟南芥根、茎、叶、花器官、角果等表现出变小的性状。然而,AtOFP1本身没有可预测的DNA结合域,所以其对靶基因的转录调控需要通过和其它转录因子互作来发挥作用。TALE类同源结构域蛋白(Three-aa Loop Extension homeodomain protein)在植物发育过程中发挥核心作用。已有研究表明9个AtOFPs和TALE蛋白的同源结构域有紧密功能的联系,其中初步确定AtOFP1可以和TALE类蛋白的13个转录因子相互作用,包括KNAT5(homeobox protein knotted-1-like 5),KNAT5在植物侧根原基表达,可能与侧根的形成有关,但是具体功能未知。目前,对于蛋白互作的研究越来越多,足以说明这种相互作用对植物生长发育有着毋庸置疑的作用。本研究为确定AtOFP1与KNAT5是否相互作用及其作用后的功能,首先采用定向的酵母双杂交技术验证其存在蛋白相互作用,然后再用双分子荧光互补的方法,进一步确定OFP1在体内与KNAT5可在植物细胞内发生蛋白互作。另一方面,以野生型(Col-0)拟南芥、atofp1突变体植株、35S:HA-OFP1转基因植株、knat5突变体植株及35S:HA-KNAT5转基因植株为试验材料,对它们的植株表型进行分析,然后,通过qRT-PCR方法对拟南芥OFP1及KNAT5基因进行定量分析,并在外源赤霉素处理下分析OFP1及KNAT5基因的表达情况。主要方法与结果如下:(1)利用酵母双杂交技术,将获得的OFP1基因全长,KNAT5基因全长分别构建到pGADT7载体和pGBKT7载体中,共同转化到Y2HGold酵母菌株中,观察显示,AtOFP1可以与KNAT5相互作用;(2)利用双分子荧光互补技术,将AtOFP1与KNAT5分别亚克隆至pSAT6-nEGFP-N1和pSAT6-cEGFP-N1中,然后利用聚乙二醇转化法将其共转化到拟南芥原生质体中,进一步证明AtOFP1可以与KNAT5在体内发生互作;(3)筛选knat5纯合体突变体,并构建HA-KNAT5过表达转基因植株,观察其根部的变化情况,发现ofp1突变体及knat5突变体植株出现明显的侧根数增多,HA-OFP1过表达体侧根数减少,说明其能影响侧根数目,然而在对根的观察中,ofp1突变体及knat5突变体植株根长无明显变化,但是HA-OFP1过表达体植株根长明显变短;(4)通过qRT-PCR方法分析野生型拟南芥、atofp1突变体拟南芥、35S:HA-OFP1转基因拟南芥植株、knat5突变体拟南芥及35S:HA-KNAT5转基因拟南芥植株中OFP1及KNAT5基因在其根及叶中的表达情况,发现在植物生长过程中OFP1与KNAT5存在协同表达。(5)通过让拟南芥种子短时间内在不同浓度的GA培养基生长,分析OFP1基因及KNAT5基因表达情况,发现,OFP1基因和KNAT5基因在外源赤霉素处理下依然存在协同表达,而且外源赤霉素使得OFP1及KNAT5基因的表达量出现明显上升。综上所述,本研究根据酵母双杂交结果及BiFC结果证明了OFP1及KNAT5在体内的相互作用,在拟南芥根和叶中,OFP1基因及KNAT5基因存在协同表达,且它们的突变体植株在侧根数及根长的表型分析上也具有相似性,所以OFP1和KNAT5可能通过相互作用形成OFP1-KNAT5复合体共同影响侧根数目和根长,对植物生长发育有重要影响。另外,在外源GA处理下,qRT-PCR数据依然显示OFP1和KNAT5基因协同性表达。