关键词：
异三聚体G蛋白
环核苷酸门控通道(CNGC)
GUS染色
基因表达分析
胁迫
摘要：
异三聚体G蛋白（简称G蛋白）是一类在真核细胞中保守的重要信号转导分子,介导细胞膜外侧的G蛋白偶联型受体（GPCR）与膜内侧效应器之间的跨膜信号转导,由α、β和γ三种亚基组成。经典的G蛋白信号转导模型中,当细胞外信号分子与GPCR结合后,导致G蛋白解离成活化态的Gα和Gβγ二聚体,它们各自与下游效应器分子相互作用,从而传递和放大信号。在动物细胞中,研究已表明G蛋白直接调控的一类重要的下游效应器为质膜离子通道,包括Ca2+通道。在植物中,通过G蛋白各亚基功能缺失突变体的表型分析已揭示其广泛参与植物生长发育和响应生物和非生物胁迫刺激的信号转导过程,也参与植物细胞Ca2+通道活性的调控。但目前关于G蛋白各亚基基因在植物不同器官、不同生长发育阶段和不同刺激下的表达模式却研究较少,对植物G蛋白调控Ca2+通道活性的作用机制更是少之甚少。环核苷酸门控通道（CNGC）是植物中一类重要的钙离子通透性通道,其通过调控胞质Ca2+水平影响着气孔运动、花粉管和根毛的极性生长、叶片衰老以及植物抗病性等多种生理过程。本实验室前期研究表明G蛋白α和γ亚基与CNGC13和CNGC17钙通道存在物理互作,暗示G蛋白可能直接调控CNGC13/17的通道活性,但目前对CNGC13/17的表达部位及其参与的生物学过程却并不清楚。为了后期深入分析G蛋白与CNGC13/17互作的生物学意义,本论文系统分析了 G蛋白各亚基以及CNGC13和CNGC17基因在拟南芥不同器官、不同生长发育阶段和不同胁迫刺激下的表达模式。结果如下:1.在5天龄幼苗中,GPA1在根尖、主根、下胚轴、叶以及保卫细胞中均有表达,但是根尖和主根中的表达高于下胚轴和叶,且下胚轴和主根中维管组织的表达高于周围组织。在12天龄、三周龄和五周龄植株中,GPA1在根尖、主根、下胚轴、叶以及保卫细胞中也均有表达。在五周龄生殖阶段,GPA1在花的萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊中均有表达。对比不同发育阶段后发现,随着植株的发育,GPA1在下胚轴和主根中的表达均呈现上升趋势,且下胚轴和主根伸长区和成熟区维管组织中的表达始终高于周围组织,而在根尖和叶中的表达呈下降的趋势。水杨酸（SA）、NaCl和聚乙二醇（PEG）处理后对5天龄和三周龄植株主根和根尖中GPA1的表达均有不同程度的抑制,对其他部位的表达具有不同的作用;脱落酸（ABA）处理对不同部位GPA1的表达的影响与发育阶段有关,且影响程度不同。2.在5天龄幼苗中,AGB1在叶片、下胚轴、主根和根尖中均表达,下胚轴中的表达高于其他部位;12天龄植株中,AGB1仍在叶片、下胚轴、主根和根尖中表达,在叶片中的表达增加,而其他部位中的表达降低;三周龄植株中,AGB1仅在叶片中表达,且表达量高于12天龄;五周龄时,AGB1在花的雌蕊中表达,在下胚轴皮层组织也表达。ABA处理对5天龄幼苗、叶和下胚轴中AGB1的表达具有抑制作用,而对主根和根尖中AGB1的表达具有促进作用;SA、NaCl和PEG对5天龄和三周龄植株AGB1的表达均有一定程度的抑制作用。3.在5天龄的幼苗中,AGG1在叶片、下胚轴和主根中表达,而且叶片中的表达明显高于下胚轴和主根中。同样,在12天龄的叶片、下胚轴和主根中表达,但表达量均下降。三周龄和五周龄时,AGG1在叶片和根尖中表达。随着植株的发育,AGG1在叶片、下胚轴和主根中的表达呈下降趋势。ABA、NaCl和PEG处理对5天龄和三周龄植株各部位AGG1的表达均具有抑制作用;SA对不同发育阶段以及不同部位AGG1的表达具有不同的影响。4.在5天龄幼苗中,AGG2在根尖、主根和叶片中有表达,且叶片中的表达高于主根和根尖中;在12天龄时,在叶片和根中表达,且表达量较5天龄有所降低;三周龄时,AGG2在各器官中均未检测到表达,但在五周龄时,AGG2在下胚轴以及在主根中出现表达,且表达量较幼苗期有极大的提升。随着植株的发育,AGG2在叶片中的表达逐渐降低,而在根中的表达先降后增。ABA、NaCl和PEG处理对5天龄和三周龄植株叶中AGG2的表达有促进作用,而SA处理对其有抑制作用;SA和PEG处理对5天龄植株下胚轴中AGG2的表达有促进作用,但对三周龄植株下胚轴中的表达有抑制作用;ABA、SA、NaCl和PEG处理对5天龄和三周龄植株主根和根尖中AGG2的表达均有抑制作用。5.在5天龄幼苗中,AGG3在根尖、主根、下胚轴、叶以及保卫细胞中均有表达,但在叶和主根中的表达高于下胚轴和根尖,且下胚轴和主根维管组织的表达高于周围组织。在12天龄、三周龄和五周龄植株中,AGG3在根尖、主根、下胚轴、叶以及保卫细胞中也均有表达。AGG3在花的萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊中均有表达。而且,随着植株的发育,AGG3在下胚轴和主根中的表达均呈先降低而后上升的变化趋势,而在根尖和叶中的表达始终呈下降的
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