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摘要作为植物中重要的一类激素，生长素几乎影响植物生长发育的各方面。生长素信号应答的核心之一为转录水平调控，即将细胞感知的生长素浓度变化转化为大量基因表达变化的调控，进而实现相关生长发育的调节。转录水平调控主要依赖于核生长素受体TIR1/AFBs(TransportInhibitorResponse1/AuxinSignalingF-boxes)及膜上跨膜激酶TMK1（TransmembraneKinase1）途径。TIR1/AFBs为F-box泛素连接酶，其结合生长素后介导转录抑制因子Aux/IAAs(Auxin/Indole-3-AceticAcids)的泛素化和蛋白降解，进而调控生长素下游基因转录。TMK1由生长素介导实现胞内结构域的剪切和核内转运，而后结合并磷酸化非典型转录抑制子IAA32及IAA34。这两条途径都涉及到Aux/IAA蛋白的内稳态，故IAA蛋白的动态调控机制研究是生长素信号通路研究的核心内容之一。泛素-26S蛋白酶体途径是细胞内蛋白降解的重要途径，通过降解错误蛋白、调控关键调节因子及酶等，参与植物生长发育的众多调控途径，包括细胞周期、激素转导、免疫应答、逆境响应等调节过程。在植物生长素信号转导中，IAA蛋白通过泛素-26S蛋白酶体途径发生降解，暗示该途径中的重要组分蛋白酶体在调控Aux/IAAs内稳态中发挥重要作用。目前，植物中有关蛋白酶体活性调控的研究较少。本实验室前期鉴定了植物中第一个蛋白酶体调节因子PTRE1(PROTEASOMEREGULATOR1)，并发现生长素通过调控PTRE1定位（促进其在质膜上积累）抑制蛋白酶体活性，但相关具体作用机制不清楚，因此，本研究通过生物化学、细胞学、遗传学等研究手段进一步解析生长素调控蛋白酶体活性的分子机制。<br>　　为了研究生长素通过PTRE1抑制蛋白酶体活性的具体分子机制，我们首先通过酵母双杂交方法对PTRE1相互作用蛋白进行了筛选，得到功能未知蛋白GLP1(Germin-likeprotein1)，进一步通过体内双分子荧光互补及免疫共沉淀实验验证了二者的互作。细胞学荧光观察发现二者共定位于质膜，荧光共振能量转移-荧光寿命显微成像结果显示生长素促进二者互作，且核磁共振分析表明GLP1在体外结合生长素。为了分析GLP1是否参与生长素信号，我们获得了该基因的功能缺失突变体，并对其生长素敏感性进行了检测，表型观察发现glp1和ptre1都表现出对生长素抑制根伸长的敏感性降低，并且glp1ptre1双突变体的敏感性显著降低。检测生长素响应基因IAAs的表达显示，在glp1、ptre1及glp1ptre1中IAAs基因表达有所下降，并且生长素诱导表达作用受到抑制，表明GLP1参与了生长素信号响应。<br>　　进一步检测生长素处理下不同遗传材料中26S蛋白酶体活性变化以及IAA蛋白降解情况，结果发现与PTRE1促进蛋白酶体活性相反，GLP1抑制蛋白酶体活性，并进而抑制IAA蛋白降解。为确定二者遗传关系，我们分析了高温诱导下下胚轴伸长表型，结果发现在高温下glp1下胚轴伸长受到抑制，glp1ptre1可部分恢复下胚轴伸长表型，表明PTRE1呈现遗传上位性，作用在GLP1下游。<br>　　基于以上结果，即1）GLP1与PTRE1相互作用且受生长素促进;2）GLP1与PTRE1共定位于质膜;3)GLP1抑制蛋白酶体活性，我们提出在生长素处理下GLP1通过调控PTRE1定位实现对蛋白酶体活性调控的假设。为了验证该假设，我们通过WesternBlot及观察细胞中PTRE1-GFP荧光强度变化检测生长素处理下PTRE1亚细胞定位变化是否受GLP1影响，结果显示，在Col-0中生长素促进PTRE1在膜上积累和核内减少，这一现象在glp1和GLP1ox株系中分别被减弱和增强;并且在glp1背景下质膜及核内的PTRE1-GFP荧光强度几乎未发生变化，而在GLP1ox背景下质膜上和核内的荧光强度相比Col-0背景分别更强和更弱，表明生长素确实通过GLP1促进PTRE1在质膜积累。另外，我们通过遗传学进一步验证了该假设。<br>　　综上所述，我们的研究发现了一条新的且平行于TIR1和TMK1途径的生长素信号转录调控通路，即生长素通过GLP1介导PTRE1在膜上积累，实现对蛋白酶体活性的抑制，从而调控和协调IAA蛋白内稳态，实现生长素信号的精确调控。考虑到蛋白酶体在众多植物生长发育过程中的调控作用，比如逆境响应等，我们发现过表达GLP1可以降低PTRE1ox的耐热性，暗示GLP1介导PTRE1定位改变从而调控蛋白酶体活性不仅作用于生长素信号，对其它调控通路也发挥作用。另外，除了生长素，其它植物激素是否也存在通过PTRE1实现对蛋白酶体活性调控的机制？我们的研究为进一步解析蛋白酶体活性调控在激素信号中的作用机制奠定了基础。