启动子是调控基因时空表达的重要元件，是基因表达调控和基因工程研究的重要内容之一。为了获得在黄瓜果实特异性表达的启动子，本研究采用2D-DIGE的方法分析了黄瓜果实、茎和叶的可溶性总蛋白质并发现了一个在黄瓜果实高表达而在茎和叶中基本不表达的蛋白点，通过Edman降解法测序获得了其N端10个氨基酸序列(Ala-Val-Arg-His-Ile-Ala-Gly-Ser-Leu-Ala)。　　 根据获得的氨基酸序列通过3-和5’-RACE(Rapid Amplification of cDNAEnds)的方法克隆了该基因的全长cDNA片段。该基因编码长度为220氨基酸的蛋白质，同源性比对表明该基因编码的蛋白质与细菌、拟南芥、烟草及菠菜中的2，4-二氢喋啶合酶(lumazine synthase，简称LS)具有65-73％的同源性，因此将该基因命名为黄瓜2，4-二氢喋啶合酶(Cucumis sativus lumazine synthase，简称CsLS)。用RT-PCR的方法对CsLS在黄瓜果实、茎和叶中的表达水平进行了分析，结果表明CsLS在黄瓜果实中的表达量远远高于茎或叶，从而证实了2D-DIGE的结果。克隆CsLS的基因组序列，发现CsLS基因含有6个内含子和7个外显子。同时克隆了CsLS2.1kb的启动子序列并用GUS组织化学染色的方法分析了该启动子的活性，结果表明CsLS启动子可以驱动GUS基因在黄瓜果实的高表达，而在茎和叶中未发现明显的表达。　　 油菜素内酯(Brassinosteroids，BRs)是一种重要的植物激素，在植物生长发育的各个时期都发挥着重要作用。拟南芥BR信号转导研究目前已取得了极大的进展，众多信号分子包括受体BRI1、共受体BAK1、下游激酶BSKs、磷酸酶BSU1、负调节因子BIN2、转录因子BZR1/BES1等通过突变体筛选或者激活标签等方法得到了鉴定并对其在BR信号途径的作用进行了详细的研究。尽管如此，对于BR信号途径的了解仍然远远不够。本研究用2D-DIGE技术对拟南芥暗生长条件下受BR调节的早期反应质膜蛋白进行了分析，并通过LC-MS/MS的方法鉴定了15个蛋白点，这些蛋白点分别对应10个不同的受BL上调或下调的蛋白质ID。通过western的方法对其中的一个蛋白PP2A进行了验证，表明PP2A确实是在质膜上受BR下调的早期反应蛋白质。　　 BZR1是油菜素内酯信号转导途径的转录因子，控制BR调节基因的表达。BZR1的功能受磷酸化的调节。当胞外BR浓度较低时，BIN2磷酸化BZR1，蛋白质磷酸化使BZR1丧失结合DNA的能力，促进其与14-3-3的结合，滞留在胞质中，并且促进BZR1的降解。当胞外BR浓度升高时，质膜上BR受体BRI1将信号从质膜上传递到胞内，BIN2活性受到抑制，BZR1去磷酸化，进入细胞核中结合DNA，调节基因的表达。在此过程中，细胞内哪一种磷酸酶将磷酸化的BZR1去磷酸化还不清楚。　　 为了分析PP2A是否是去磷酸化BZR1的磷酸酶，本研究首先对PP2A与BZR1的相互作用进行了分析。PP2A包括A、B和C三个亚基。其中A亚基起脚手架的作用，C亚基为催化亚基，B亚基则决定了PP2A催化底物的特异性及亚细胞定位。免疫共沉淀结果表明PP2AA亚基和C亚基与BZR1或bzrl-lD在拟南芥植物体内处于同一个蛋白质复合体中。拟南芥PP2AB亚基包括B、B’、B”三个不同的亚基家族。酵母双杂交分析表明PP2AB和B"亚基家族成员不能与BZR1相互作用，而PP2ABα、B’β、Bγ、Bη、B’θ、B’ζ和Bκ能与BZR1以及BZR1功能获得性突变体bzr1-1D蛋白相互作用，PP2AB’δ则仅与bzr1-1D相互作用，而PP2A Bε则与两者都不相互作用。凝胶孵育免疫杂交表明，PP2ABα对磷酸化的pBZR1表现出更高的亲和性而BIN2与非磷酸化的BZR1结合力更强。这和酶与最佳底物结合能力最强的原理十分吻合。　　 过表达PP2ABα和Bβ能部分回复BR受体突变体bri1-5、bri1-116和BIN2功能获得性突变体bin2-1的表型，且其对bin2-1表型的回复优于bri1-116。这些结果表明PP2A在BR信号途径中可能位于BIN2下游或者与BIN2平行的位置，且其功能依赖于受体BR11。同时过表达PP2AB’α和Bβ都可以回复突变体bri1-5中BR信号转导标记基因CPD的表达水平，但是与PP2Aβ’α相比，PP2ABβ的恢复能力更强一些。在野生型中过表达PP2Aβα和Bβ提高植物对BR生物合成抑制剂BRZ的抗性。PP2ABβT-DNA敲除降低拟南芥对BL的敏感性；PP2AC亚基PP2A5的T-DNA敲除提高拟南芥对BRZ的敏感性。所有这些结果表明PP2A在BR信号转导中起正调节作用。　　 进一步的实验表明，从植物中免疫沉淀得到的PP2A蛋白质复合体能够去磷酸化BZR1。蛋白质磷酸酶抑制剂刚田酸(OA)抑制实验和PP2A ala3双突变体分析均表明PP2A对于BZR1的去磷酸化是必要的。由于bzr1-1D在植物体内去磷酸化形式要多于野生型BZR1，而体外实验也证明了bzr1-1D与PP2AB’α的亲和力增加。因此猜测bzr1-1D突变体之所以表现出BR持续激活的表型是因为BZR1突变为bzr1-1D增加了和磷酸酶PP2A的亲和力造成的。这一假设也得到了实验的证明。两个降低bzr1-1D与PP2ABα亲和力的bzr1-1D基因内突变体同时也能抑制bzr1-1D中BR信号持续激活的表型。综上所述，本研究的实验结果充分证明PP2A是通过调节BZR1的去磷酸化来调节BR信号转导。PP2A的发现使得从细胞表面受体激酶到细胞核内基因调节的BR信号转导级联途径的一系列中心组分得到完全鉴定。