检索历史 清除

摘要植物通过光受体蛋白感知并传递光信号，介导植物的光生理反应。拟南芥隐花色素（Cryptochrome,包括CRY1和CRY2）作为植物的蓝光受体，主要参与抑制植物下胚轴的伸长及促进植物光周期开花。目前已知拟南芥隐花色素CRY见蓝光后，蛋白构象发生改变，通过多聚化而激活，激活的CRY蛋白能够与下游的信号蛋白发生相互作用，介导蓝光信号的传递，调节植物的生长发育。激活的CRY蛋白能够被磷酸化，磷酸化的CRY2蛋白能够进一步发生泛素化降解。但目前尚无CRY1蛋白发生降解的相关报道。<br>　　拟南芥CRY2主要定位在细胞核中，并在细胞核内完成多聚化、磷酸化与泛素化的蛋白周期，而CRY1蛋白则在细胞核与细胞质中均有分布，我们推测CRY1蛋白在核内与细胞质中的功能及光生物化学反应可能存在差异。为了验证这一假设，通过遗传学、分子生物学与生物化学方法等手段，本论文构建了带有核定位信号（NLS）与细胞质定位信号（NES）的CRY1过表达转基因拟南芥，对核内外CRY1的生理功能及光生物化学活性进行了分析，得到以下几个主要结论：<br>　　（1）细胞核内的CRY1而非细胞质CRY1参与对植物下胚轴伸长的抑制，说明主要是细胞核内的CRY1参与介导植物的蓝光响应；<br>　　（2）细胞核与细胞质CRY1均通过蓝光依赖的多聚化激活；<br>　　（3）细胞核内的CRY1而非细胞质CRY1发生蓝光依赖的磷酸化与泛素化降解，COP1参与介导核内CRY1的泛素化降解；<br>　　（4）核内CRY1蛋白蓝光下能够形成光小体（Photobody），且光小体是一种液-液相分离（Liquid-liquid phase separation）状态；<br>　　（5）COP1与核内CRY1定位于相同的光小体上，核内CRY1的相分离可能与其降解相关，COP1可能通过影响核内CRY1相分离动力学来介导CRY1的泛素化降解。<br>　　本论文的研究结果很大程度上完善了细胞核内CRY1的信号转导机制，发现了一条新的CRY1核内信号失活机制，为今后隐花色素领域的研究奠定了理论基础，也为今后隐花色素的研究指明了更多的研究方向。