大豆ABA受体基因GmPYLs和拟南芥DNA甲基化基因DTF1的功能研究
本论文包括大豆（Glycine max）的ABA受体基因GmPYLs和拟南芥(Arabidopsis thaliana)DNA甲基化基因DTF1这2部分研究内容，分别取得了如下研究结果: (1) ABA（abscisic acid，脱落酸）是一种重要的植物激素，对植物的生长、发育和响应环境胁迫起到重要的作用。最近发现拟南芥PYR/PYLs/RCARs(Pyrabactin Resistance/PYR1-Like/Regulatory Component of ABA Receptor)家族蛋白能够结合ABA，所以被认为是ABA受体基因。目前大多研究集中在一个或者几个ABA受体基因，并且主要在几个模式植物如拟南芥和水稻（Oryza Sativa）中进行，目前尚未系统地研究大豆ABA受体。本研究从大豆中克隆了21个ABA受体基因（GmPYR/PYLs/RCAR，命名为GmPYLs）。在烟草（Nicotiana benthamiana）瞬时转化系统中，所有的这些蛋白均定位在细胞质和细胞核中。酵母（Saccharomyces cerevisiae）双杂交表明大豆GmPYLs能够和2个大豆内源的蛋白磷酸酶2C(protein phosphotase2C，PP2C)及拟南芥PP2C基因AtABI1发生依赖或者不依赖ABA的互作。进一步发现GmPYLs和大豆PP2C以及AtABI1的互作对ABA的激素依赖并不总是由CL2区域保守的异亮氨酸决定，这种互作对于ABA的依赖可能是由GmPYLs和PP2C基因共同决定。在拟南芥ABA受体三突变体(pyr1;pyl1;pyl4中，过表达GmPYL1基因能够部分地互补其对ABA不敏感的性状。GmPYL1基因在拟南芥中具有ABA受体的功能，说明在大豆和拟南芥中ABA受体基因是保守的。 (2) RNA介导的DNA甲基化(RNA-directed DNA methylation，RdDM)是植物体内中重要的DNA甲基化的全新路径。DNA甲基化造成基因组中许多内源位点的转录沉默，大多数位点是转座子区域。本研究采用正向遗传筛选方法，从拟南芥中鉴定出RdDM路径上一个新元件，该元件被命名为DNA绑定转录因子1(DNA-binding transcription factor1，DTF1)。dtf1突变能够解除一些RdDM靶位的转录沉默，并且减少靶位点的24-nt的siRNA积累。在dtf1突变体中，solo-LTR位点转录沉默的解除伴随着siRNA积累下降，但甲基化水平没有下降。这些研究表明，DTF1是非典型的RdDM路径元件，具有依赖DNA甲基化和不依赖DNA甲基化2种路径造成基因沉默的特征。另外，除DNA甲基化外，siRNA还可导致一些尚不明确的表观遗传学修饰，从而造成转录水平的基因沉默。
大豆;拟南芥;脱落酸;ABA受体基因;DNA甲基化;表观遗传学
上海交通大学
博士
蔬菜学
王志民;朱健康
2014
中文
S565.1;Q943.2
129
2015-08-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）