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小G蛋白ROPs(Rho-related GTPase from plants)是植物生长发育过程中重要的“分子开关”,参与调控了多种信号转导过程。ROP10蛋白是ABA应答的特异性负调控因子,但其信号转导机理尚未阐明。ROP鸟苷酸交换因子RopGEFs(guanine nucleotide exchange factor)为ROPs的上游调控子,使非活性ROPs转变为活性形式。拟南芥基因组编码14个植物特有的RopGEFs,但是他们在ABA信号转导途径中的作用尚有待确定。本文筛选并初步分析作用于ROP10上游以调控ABA应答的RopGEFs,为更详尽认识ROP10介导的ABA信号传导通路及作用机制奠定基础。
1)本文确定了RopGEFs的组织表达特异性。在此基础上,比较了拟南芥野生型幼苗材料中RopGEFs及ROP10基因在外源ABA不同浓度和不同时间处理下的表达情况。不同的RopGEFs显示出不同的ABA应答水平,其中RopGEF1,2,3,5,11和14可能参与了ABA信号转导过程;
2)以RopGEFs T-DNA插入缺失突变体为材料,研究外源ABA不同浓度处理下突变体中ROP10基因的表达情况。结果显示ROP10基因的转录水平在不同突变体中显示不同的表达变化模式。其中ROP10基因在RopGEF1 T-DNA插入缺失突变体中的表达基本不受ABA处理浓度的影响,推测RopGEF1可能在ROP10介导的ABA信号转导途经中起调控作用。另外,RopGEF2,5,11和14也可能通过其他信号途径参与了ABA应答;
3)对ROP10,RopGEF1,2,11和14 T-DNA插入缺失突变体在外源ABA处理后的萌发率、根长、气孔开度及持水性等表型研究表明,突变体的生理表型相对野生型没有明显的变化。这可能与RopGEFs基因家族的功能冗余有关。
本研究初步筛选出可能参与ROP10介导的ABA传导途径的RopGEFs基因,其功能仍需通过突变体构建、分析和蛋白质学方法进一步研究验证。