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SUMO化修饰是一种类似于泛素化的蛋白质翻译后调控方式,可以介导靶蛋白分子定位和功能调节。它参与调节了植物对逆境反应、病源防御、激素信号传递以及生长发育等许多过程。AtSR1(AtMMS21)是植物中经过鉴定的一个SUMO E3连接酶,它在调控根及分生组织的发育方面具有重要作用,但AtSR1在激素信号传导中的作用还有待阐明。
基因芯片分析及干旱实验发现,突变体具有一定的抗旱性,说明SR1可能参与到植物的抗旱响应过程之中,起到负调节的作用。通过测定干旱条件下脯氨酸的含量及RT-PCR分析PEG处理后相关基因的表达情况看到,SR1可能通过调节脯氨酸的合成及调控ABA依赖性的逆境响应基因的表达来调控植物的抗旱性。
ABA在植物受到水分胁迫时,除了可以诱导一系列胁迫相关基因的表达还可以诱导气孔关闭,降低蒸腾作用以减少水分散失。我们的研究发现外源施加ABA可以诱导突变体sr1叶表皮气孔关闭,但与WT和35S-SR1相比并无多大区别。说明SR1并没有参与到ABA诱导气孔关闭的过程中。
sr1在萌发和幼苗发育的早期都表现出对ABA的超敏感性,推测SR1可以减弱ABA对萌发及幼苗发育的抑制作用。但对ABA处理后的相关基因表达进行RT-PCR分析,发现ABI系列基因的表达在三种基因型中并没有很大区别,说明SR1对ABA的抑制作用不是通过调控依赖ABI的ABA信号途径来实现的,它参与的具体的调控途径还不清楚。
另外,我们检测发现ABA可以诱导拟南芥体内SUMO化蛋白量的增加,SR1缺失可导致SUMO化蛋白增加量明显减少。说明SR1在ABA信号途径中的作用是通过SUMO化ABA途径中的相关蛋白实现的。