两个拟南芥白化突变体的基因克隆与功能分析

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:glei66
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拟南芥白化突变体是研究高等植物叶绿体发育的好材料。本文通过对拟南芥T-DNA突变体库的筛选,获得了两个株系白化突变体。分别对这两个基因进行了克隆,并利用突变体进行功能分析。主要结果如下:  (1)拟南芥AtpG编码叶绿体ATP合酶CFo-Ⅱ亚基,虽然关于ATP合酶结构与功能的研究已经很多,但是针对单个亚基缺失的体内实验仍然缺乏。叶绿体ATP合酶大部分亚基由叶绿体基因编码,只有三个亚基为核基因编码,其中两个已经被报道。通过筛选T-DNA突变体库,得到了atpg突变体。这为体内研究CFo-Ⅱ亚基对叶绿体ATP合酶的组装及功能,提供了良好的实验材料。atpg突变体表型白化,对光照强度敏感。电镜结果显示突变体缺少类囊体膜,说明该基因对叶绿体发育具有重要作用。Western blot结果显示,突变体中 ATP合酶的各亚基与大部分类囊体蛋白均不能正常积累。但是Northern blot结果显示,编码这些蛋白的基因在转录水平上没有发生变化。以上结果说明,ATPG对叶绿体ATP合酶的组装与功能以及叶绿体发育具有重要作用。  (2)从SALK突变体库购得一例白化突变体rp8。该突变体不能光合自养,电镜结果显示其叶绿体发育异常。亚细胞定位实验证明该蛋白定位于叶绿体。经预测rp8可能编码一个RNase E-like蛋白,参与叶绿体RNA代谢。RNase E最先在大肠杆菌中发现,广泛的参与细胞内RNA代谢与降解,而植物体内相关报道并不多。Northern blot结果显示,突变体中PEP依赖基因的转录水平下调,而NEP依赖基因的转录水平上调。另外,突变体中petB与rbcL的前体mRNA积累而成熟转录本减少,暗示着RP8可能参与多顺反子的剪切。通过大量基因转录水平的比较,发现突变体中缺少rpoA成熟的mRNA。最终认为缺少rpoA成熟的转录本,影响了PEP活性,导致大量光合基因的转录水平下降,是影响rp8突变体光合作用的主要原因。该突变体为研究叶绿体RNA代谢过程提供了依据。  
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