拟南芥G蛋白α亚基GPA1互作蛋白铜离子结合蛋白AtBCB的鉴定及功能分析

• 作者: 张小红 徐兆师 李连城 许鹏博 郭萌萌 陈明 马有志
• 来源期刊: 作物学报
• 关键词: G蛋白 泛素分离系统 蛋白互作 铝离子胁迫 双分子荧光互补
• 年，卷（期）: 2013,（11）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
• 页码范围: 1952-1961
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.01952

摘要

拟南芥G蛋白复合体(异源三聚体包括α、β、γ亚基)参与植物多个信号转导途径,G蛋白复合体通过膜上的G蛋白偶联受体(GPCR)接受胞外信号后通过3个亚基将信号传递给下游效应器.目前,有关植物G蛋白复合体的效应器及其信号传递途径的报道较少,寻找新的G蛋白的效应器有助于阐明G蛋白复合体相关的信号传导途径.本研究以拟南芥G蛋白α亚基GPA1为诱饵蛋白,利用泛素分离系统筛选拟南芥cDNA文库,获得一个与GPA1互作的铜离子结合蛋白AtBCB.荧光双分子杂交(BiFC)试验证明,GPA1与AtBCB的互作发生在细胞膜上.基因表达特性分析结果显示,GPA1和AtBCB受金属铝胁迫的诱导表达.进一步以野生型拟南芥(WT)、GPA1拟南芥突变体gpa 1-4和AtBCB拟南芥突变体bcb为材料,研究该基因对植物耐金属铝胁迫的功能,结果显示,在无胁迫情况下,2个突变体和WT根部的丙二醛含量无显著差异;在100μmol L-1 Al3+处理下,gpa 1-4突变体根部丙二醛含量显著(P＜0.05)低于WT低;bcb根部丙二醛含量极显著(P＜0.01)高于WT.对3个铝胁迫响应基因(苹果酸转运体基因AtALMT1、半类型ABC转运蛋白基因ALS1和ABC转运蛋白基因ALS3)的表达进行Real-time PCR分析,比较它们在突变体和野生型之间的表达差异,发现在有铝和无铝处理情况下,ALS1和ALS3的表达水平在突变体和WT间均无显著差异;在铝处理下,gpa l-4中AtALMT1的表达量极显著高于WT;在bcb中的表达量显著低于WT.以上结果表明,植物通过细胞膜上的G蛋白α亚基GPA1和铜离子结合蛋白AtBCB的相互作用调控下游基因AtALMT1的表达,参与植物对铝胁迫的响应,其中GPA1对铝胁迫耐受起负向作用,AtBCB对铝胁迫耐受起正向作用.