【摘 要】
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植物类受体样蛋白激酶中的SERKs广泛参与植物生长发育及免疫响应。SERKs家族基因既存在部分功能冗余又具有功能特异性,其中SERK3/BAK1作为共受体参与拟南芥(Arabidopsis thaliana)油菜素内酯(Brassinosteroids,BRs)和细胞死亡等多个信号通路调控中。论文第一部分通过实验分别克隆到拟南芥BAK1的胞外结构域-跨膜结构域和SERK1、SERK2、SERK4和
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植物类受体样蛋白激酶中的SERKs广泛参与植物生长发育及免疫响应。SERKs家族基因既存在部分功能冗余又具有功能特异性,其中SERK3/BAK1作为共受体参与拟南芥(Arabidopsis thaliana)油菜素内酯(Brassinosteroids,BRs)和细胞死亡等多个信号通路调控中。论文第一部分通过实验分别克隆到拟南芥BAK1的胞外结构域-跨膜结构域和SERK1、SERK2、SERK4和SERK5的胞内激酶结构域,并将BAK1胞外结构域-跨膜结构域和4个SERKs的胞内激酶结构域组合在一起形成完整的重组SERKs(CS3ET-CS1IN、CS3ET-CS2IN、CS3ET-CS4IN、CS3ET-CS5IN)基因,然后过表达至BR受体突变体bri1-5中。论文第二部分探究谷子(Setaria italica)中的BAK1在BR信号转导和细胞死亡调控过程中的功能。实验克隆到谷子SiBAK1基因并在拟南芥的bri1-5突变体和细胞死亡突变体bak1-3/bkk1-1背景中过表达。通过对重组SERKs和SiBAK1蛋白序列的生物信息学分析、组织定位表达分析、观察幼苗和成苗表型、测量根长及下胚轴长度、外源施加BL(油菜素内酯中活性最高的物质)、检测突变体中BR合成基因CPD和DWF4的表达量和台盼蓝染色的方法探究重组SERKs与SiBAK1是否参与到BR信号通路以及细胞死亡调控通路中。主要结果如下:1.将重组SERKs瞬时转化至烟草(Nicotiana benthamiana)叶片中,通过激光共聚焦显微镜观察发现荧光主要出现在细胞质膜的位置,重组SERKs亚细胞定位未发生改变,定位于细胞膜上。2.过表达CS3ET-CS1IN与bri1-5相比植株高度增加、叶片舒展、下胚轴及根长长度增加,并且重组SERKs中除CS3ET-CS5IN外均能部分恢复bri1-5对外源施加BL的敏感性增强。3.SiBAK1定位于细胞质膜上,并且SiBAK1的启动子能够驱动其在模式植物拟南芥的真叶、子叶的维管束、根和茎中表达,表明SiBAK1的表达模式与AtBAK1类似。4.过表达SiBAK1能部分恢复bri1-5植株矮小、叶片皱缩、下胚轴及根长缩短的表型,并且能够部分恢复bri1-5对外源施加BL不敏感的表型。即SiBAK1参与到拟南芥BR信号通路中。5.在bak1-3/bkk1-1背景下过表达SiBAK1,在22℃生长条件下能够显著抑制其细胞死亡表型。表明SiBAK1参与到拟南芥细胞死亡信号调控通路中。
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