拟南芥中Lgl/Sro7/77/Tomosyn家族基因AtTyn11/12的功能初探

【摘要】囊泡运输是真核细胞生命活动的基本事件之一,是细胞内内膜系统间物质和信息交流的主要方式。植物中,囊泡运输参与逆境响应过程,为植物体的抗逆性研究提供新的思路。研究表明,Lgl/Sro7/77/Tomosyn家族参与调控囊泡运输过程。它们都含有SNARE相似的结构域,Sro7p/77p和Tomosyn可以与t-SNARE蛋白结合,调控SNARE复合体的组装,促进或阻碍随之发生的囊泡融合过程。Sro7p/77p在调控囊泡外泌时,执行与拴系因子Exocyst复合体类似的作用,且参与应答非生物胁迫。近年来,SNAREs被报道在逆境响应中发挥重要作用。本研究关注拟南芥中Lgl/Sro7/77/Tomosyn家族基因AtTyn11(At5g05570)和AtTyn12(At4g35560)的功能,有报道将它们归类为R-SNARETomosyn-like蛋白,但具体的功能没有阐述。通过氨基酸序列分析和保守结构域预测发现,AtTyn11/12和Lgl/Sro7/77/Tomosyn家族结构十分相似,暗示了它们的功能可能也存在相似性。本研究结合生物微阵列数据,利用多种分子生物学和生物化学技术,对于AtTyn11/12的基因功能进行了初步探究。总结如下：1.AtTyn11和AtTyn12可能存在功能冗余性：生物微阵列数据和表达谱显示,AtTyn11和AtTyn12的表达部位存在重叠性和特异性,表明二者在植物中的功能可能既存在冗余性,也存在特异性；2.AtTyn12可能是拟南芥中参与非生物逆境响应的基因：对野生型植株进行各种非生物逆境处理时,AtTyn12均有不同程度的上调响应,这与微阵列数据一致；NaCl处理AtTyn12promoter::GUS转基因植株,通过GUS染色,发现AtTyn12基因对于盐胁迫也出现了上调反应。这些表明AtTyn12可能在逆境响应中发挥作用；3.拟南芥T-DNA纯合突变体tyn12-1和tyn12-2在正常生长条件下,没有出现明显的生长缺陷。表明正常生长条件下,缺失tynl2不会对植物体的生长造成明显损害,这也可能是由于AtTyn11和AtTyn12存在功能冗余性所致；4.NaCl处理下,tyn12-1和tyn12-2的根长较野生型没有显著性差异；它们的萌发率较野生型没有显著性差异。可能是由于AtTyn11和AtTyn12存在功能冗余性所致。目前的报道中,尚未有关于植物中Lgl/Sro7/77/Tomosyn家族同源基因的功能研究。AtTyn11和AtTyn12作为Lg1/Sro7/77/Tomsyn家族在拟南芥中的同源蛋白,具有结构的保守性。且AtTyn12可能是拟南芥中参与非生物逆境胁迫响应的基因,初步表明了与Lg1/Sro7/77/Tomosyn家族功能的相似性。本研究将囊泡运输途径与逆境响应联系在一起,为抗逆性研究提供新的思路。为了进一步研究AtTyn11/12的功能,还需要开展更多的工作,如构建AtTyn11/12双突突变体植株和35S:AtTyn11/12cDNA::GFP过表达植株,更加深入地了解AtTyn11/12对植物体生命活动的影响。
【作者】谭璐；
【导师】鲍依群；
【作者基本信息】南京农业大学，生物化学与分子生物学，2013，硕士
【关键词】AtTyn11/12；Lg1/Sro7/77/Tomosyn家族；囊泡运输；非生物逆境响应；

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