中文摘要
我们的前期研究表明,Fer1与ARF8协同作用调控雄蕊发育,Fer1蛋白可能是一个钙调素(CaM)结合蛋白;其启动子中存在着生长素反应元素和光调控元件,说明Fer1蛋白可能是生长素、光和CaM信号途径的交叉整合点。拟通过相关突变体的表型分析和功能互补,证实Fer1基因的生物学功能;通过Fer1蛋白与CaM的体内外结合实验,确证Fer1蛋白的CaM结合特性;通过Fer1基因表达及其诱导表达分析,证实Fer1介导了生长素、光和CaM信号的传导。以期获得对Fer1基因的主要功能的认识;获得对ARF8和Fer1基因互作机理的深刻理解,提出ARF8、Fer1所涉及信号途径的模型假说;加深理解CaM在雄蕊发育中的作用;进一步认识ARF8的功能,更深入地理解生长素在雄蕊发育中的作用;为建立雄蕊发育的分子调控模型积累证据;同时,研究结果还可为育种工作提供参考。
结题摘要
尽管前期研究表明Fer1(由At4g33050编码)很可能与ARF8协同作用调控雄蕊发育,本研究结果却表明,Fer1没有此功能。因为批准课题是要研究At4g33050的功能,因此按计划展开相关研究。At4g33050编码蛋白含有一个IQ基序(motif),故将Fer1改称为IQM1。生物信息学分析表明,IQM1可能作为一个不依赖Ca2+的钙调素结合蛋白(CaMBP)介导生长素、脱落酸、光和钙调素(CaM)的信号转导。通过鉴定,得到了IQM1的两个突变体iqm1-1和iqm1-2,表现为在无糖培养基上根伸长减缓、根毛发生和伸长对生长素的敏感性下降、气孔开度变小以及耐旱性增强;与表型一致,PIQM1:GUS转基因植株的GUS染色主要集中在根的成熟区和气孔等部位;引入野生型基因,能使突变体恢复正常;通过体内外结合实验,确证IQM1是一个不依赖Ca2+的CaMBP;通过研究,还证实IQM1介导了光和ABA的信号传导。本项目的完成,获得了对IQM1基因的主要功能的认识,建立了IQM1所涉及信号通路的模型假说,有助于进一步理解根生长发育和气孔开闭的分子机理。同时,还可为植物的抗逆育种提供参考。
