1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
植物的根发育存在非常复杂的调控网络,其中小g蛋白家族rop11是非常重要的调控蛋白之一。人们现在对其调控根的分子机理仍不是非常清楚。rop则是高等植物中惟一一类分布广泛的信号小g蛋白,在植物生长、发育、抗逆、抗病和激素信号转导过程中起重要调控作用,被称为分子开关.自1993年首次从豌豆中发现rop蛋白以来,目前已从拟南芥、水稻、玉米、烟草、葡萄、苜蓿、辣椒、沉香等植物中分离获得了多个rop蛋白,其中水稻中有7个rop基因家族成员,拟南芥中有11个,棉花中有7个,玉米中有9个。生物学功能研究发现rop参与了细胞分裂与生长分化、花粉管生长、根毛发育、抗盐、抗旱、耐低温、抗病、激素应答等多种生命活动的信号转导,是近年来植物信号转导方面研究热点。
主要文献:
[1]suzuki,n.,miller,g.,morales,j.,shulaev,v.,torres,m.a.andmittler,r.(2011)respiratoryburstoxidases:theenginesofrossignaling.curr.opin.plantbiol.14,691-699.
2. 研究的基本内容和问题
本研究利用拟南芥的ROP11的遗传材料,在植物生理学、分子细胞和遗传等方面,揭示拟南芥钙ROP11与NADPH氧化酶RbohF协同作用对ROS的产生和根毛发育的调控作用,及其可能的分子机理。
3. 研究的方法与方案
1.基因型分析
2.半定量rt-pcr和实时荧光定量pcr
3.酵母双杂交分析
4. 研究创新点
植物NADPH氧化酶,也被称为呼吸爆发氧化酶同系物(RBOHs),其特征在于活性氧(ROS)生成系统。在这项研究中,我们发现,活跃的小CA-ROP11与RbohF可协同作用,而RbohF中L336或L337氨基酸的突变则会抑制其与CA-ROP11的作用。在烟草中,与CA-ROP11与突变型RbohF的共同表达或DN-ROP11与野生型RbohF的共同表达相比,CA-ROP11与突变型RbohF的共同表达会促进ROS的产生。此外,ca-rop11过度表达则会导致拟南芥中ROS的积累和根毛肿涨,而RbohF的敲除能相对减少CA-ROP11过量表达的拟南芥中的ROS的增加。这些结果表明,在根毛发育过程,ROP11通过和RbohF的协同作用调节ROS的产生。
5. 研究计划与进展
1.拟南芥ca-rop11与nadph氧化酶rbohf协同作用。
2.rbohf中的l336andl337是其与ca-rop11作用的关键残基
3.ca-rop11与rbohf的作用促进活性氧(ros)的产生。
