论文部分内容阅读
真核细胞与原核细胞的根本区别在于具有双层核膜包围的细胞核。细胞核是遗传物质贮存、复制、传递以及选择性表达的场所。细胞核内外物质交流和信息交流是细胞核实现对细胞生命活动调控的重要环节。因此，核质转运对于细胞的正常生命活动是至关重要的。一般来说，小分子物质可以被动扩散进出细胞核；而RNA和大分子蛋白质等必须通过核转运受体介导的主动运输实现核质转运。核转运受体在核质转运过程中发挥着决定性的作用。核转运受体在进化中相当保守，包括Importinα家族和Importinβ家族。Importinα家族为接头蛋白，负责连接底物蛋白和Importinβ。Unportinβ家族则可以通过Importinα与底物蛋白结合，也可以直接与底物蛋白结合，从而实现核质转运。
为研究核转运受体在植物生长发育和胁迫抗性中的功能，本实验以拟南芥为研究材料，首次在基因组水平上系统分析了核转运受体Importinα和Importinβ家族成员的进化关系和表达模式，并着力探讨了2个Importinα家族成员的具体功能。主要实验结果如下：
1.拟南芥中存在至少8个Importinα基因和18个Importinβ基因。Importinα家族成员结构和功能保守，具有共同起源。而Imponinβ家族成员结构复杂，功能分化，进化起源不同。
2.26个Importinα和Importinβ基因分布在5条染色体上。AtIMPα1和AtIMPα2，AtIMPα3和AtIMPα6，AtIMPβ6和AtIMPβ12，AtIMPβ8和AtIMPβ15为复制基因对。
3.大多数Importinα和Importinβ基因在拟南芥根，茎，莲座叶，茎生叶，花和果荚中组成型表达，并且在各组织中表达量相近。少数基因具有组织表达特异性，如AtIMPα5，AtIMPα7，AtIMPα8和AtIMPβ5。这是第一次利用实验手段检测到AtIMPα5，AtIMPα8和AtIMPβ5的表达。
4.大多数Importinα和Importinβ基因不响应逆境胁迫，如高温，低温，干旱，高盐，UV-B和机械损伤等，也不响应激素处理，如生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯、油菜素内酯、茉莉酸和水杨酸等。
5.利用遗传杂交法构建impαlimpα2双突变体。impalimpα2双突变体生长发育异常，表现为株型小，叶片发育异常等。impalimpα2双突变体内ABA合成基因和响应基因表达量增加，ABA信号通路被过度激活，导致impalimpα2双突变体在幼苗生长阶段和成花诱导阶段对ABA更敏感。
6.表达谱分析表明，impalimpα2双突变体内胁迫响应，生长发育，生物及非生物刺激响应，蛋白质代谢和基因转录等过程受到较大影响。