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PEPR1(PEP-RECEPTORl)作为内源诱导肽Pepl的受体蛋白,在Pepl信号传递过程中发挥着重要作用。然而,Pepl是如何调控PEPR1在细胞质膜上的动态运动,以及调节PEPR1胞吞过程的分子机制仍然不清楚。本论文以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为研究材料,通过激光扫描共聚焦显微镜等细胞生物学手段,结合可变角度全内反射荧光显微术(VA-TIRFM)、单颗粒追踪(SPT)等单分子技术,并借助生物化学和分子生物学等方法,研究了拟南芥中EGFP标记的PEPR1融合蛋白(PEPR1-EGFP)在细胞质膜上的运动特征及胞吞过程,取得了如下结果:(1)激光共聚焦显微镜观察,发现PEPR1-EGFP在拟南芥的根、胚轴以及叶片中均有表达,并且质壁分离实验表明其不是定位到细胞壁上。应用VA-TIRFM技术,对拟南芥幼苗叶表皮细胞PEPR1动态特征进行分析。结果发现,用Pep1处理后,PEPR1-EGFP在细胞质膜上的扩散范围和扩散系数均有显著性增加,说明激活了的PEPR1蛋白运动加快。(2)VA-TIRFM观察和生化方法分析,发现clathrin参与调控PEPR1的胞吞过程。Clathrin抑制剂TyrA23能抑制PEPR1的胞吞和降解,同时这一结果在突变体chc2-1植株中也得到了验证。通过PEPR1-EGFP与CLC-mCherry共定位实验进一步说明,clathrin参与了 PEPRI的胞吞。TyrA23抑制剂处理和与胞吞途径内涵体marker共定位实验,揭示了 PEPR1存在胞吞及胞吞转运过程。在放线菌酮(cycloheximide,CHX)抑制细胞内新蛋白合成的情况下,用布雷菲德菌素(brefeldin A,BFA)结合FM4-64处理拟南芥幼苗,发现PEPR1-EGFP会在胞质内形成BFA小体,说明在静息状态下PEPR1存在组成型胞吞;应用Pep1处理后,拟南芥表皮细胞中胞吞小泡显著增多,说明在激活状态下,PEPR1存在配体诱导型胞吞。PEPR1-EGFP与内涵体marker双标材料的共定位观察,发现Pep1刺激后,PEPR1胞吞后可能部分到达早期内涵体,然后经过胞内一系列转运途径,最终进入液泡中进行降解。(3)动力学行为研究和蛋白质免疫印迹(Western blot)分析,揭示了膜筏介导的胞吞途径参与PEPR1的胞吞。应用固醇抽提试剂MβCD(methyl-β-cyclodextrin)处理拟南芥幼苗发现,MβCD导致PEPR1-EGFP的胞吞受到抑制,并且能够影响PEPRl-EGFP在质膜上的运动,说明富含固醇类的膜结构参与了 PEPR1的胞吞。PEPRl-EGFP与膜筏微区标识蛋白AtFlotl-mCherry共定位结果显示,在Pepl处理后,PEPR1与AtFlotl的共定位比例显著增加,进一步证实膜筏微区参与了 PEPRI的配体诱导型胞吞。综上所述,本论文应用高时空分辨率荧光成像技术,结合生物化学分析手段,在单分子水平上,对PEPR1的动态及胞吞过程进行了分析,揭示PEPR1蛋白在细胞质膜上是高度动态的,而且PEPRI蛋白存在多种胞吞途径,其中clathrin介导的胞吞途径在PEPR1-EGFP的胞吞过程中起到主要作用,膜筏微区也参与了细胞质膜上PEPRl-EGFP的胞吞过程。这些研究结果为进一步开展PEPR1胞吞调控机制的研究提供了新思路,进而为其抗病机制的研究奠定一定的理论基础。