OsLPL2的功能初探及一个拟南芥topp4-1恢复突变体的鉴定

作     者：王育川 

作者单位：兰州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：侯岁稳

授予年度：2016年

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 090102[农学-作物遗传育种] 

主      题：表皮细胞 OsLPL2 微丝 成核调控 TOPP4 恢复突变体 

摘      要：微丝骨架在植物表皮细胞形态建成的过程中扮演了至关重要的角色,其结构及排列方式的异常会导致一系列缺陷表型。当前对微丝的研究多集中于拟南芥ROP-SCAR/WAVE-ARP2/3成核信号通路,被小GTPase激活的SCAR/WAVE复合体(PIR/NAP125/HSPC300/ABI/SCAR)可以激活调控下游ARP2/3起始微丝成核。但在水稻中,微丝调控机制仍不明确。本实验室前期筛选到一个单基因隐性控制的突变体lpl2-1(less pronounced lobe epidermal cell 2-1),表现为表皮细胞边缘突出变平滑。突变体为Os03g05020(OsLPL2)转录提前终止。BLAST表明OsLPL2编码了拟南芥PIR同源蛋白。OsLPL2在高等植物中高度的氨基酸序列相似性预示着其功能可能存在一定的相似性。由于AtPIR与AtNAP125可以直接互作,我们订购了AtNAP125在水稻中的同源基因T-DNA突变体lpl3-1。该突变体表型与lpl2-1相似。为了进一步研究OsLPL2在水稻微丝调控中具体的功能,我们用酵母双杂探究水稻中是否存在与拟南芥相似的作用机制。结果表明,OsLPL2可与OsLPL3互作,结构域分段互作实验证明互作区段位于N端的PH区域;无论是OsLPL2还是OsLPL3均与OsLPL1(与AtHSPC300同源)无互作。进一步研究表明,OsLPL2未能与拟南芥ROP2同源蛋白OsRAC5、OsRAC6和OsRAC2互作。结合实验室之前结果,可证明水稻中存在与拟南芥中相似的微丝调控机制。另外,我们从本实验室激活标签法构建的topp4-1恢复突变体库中筛选到一系列topp4-1表型恢复株系。本实验主要以5067-8#为研究对象,发现该株系在株高、叶形、果荚及表皮扁平细胞等方面都有恢复。测序并确定激活标签插入位点位于1号染色体。对插入位点附近10 kb的基因进行相对表达量的检测,以确定真正起恢复作用的基因。通过该研究,为进一步研究Ⅰ型磷酸酶TOPP4在植物生长发育中所起到的重要作用提供了基础材料。