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组成激活型CPK34对花粉管顶端生长的影响

作  者:
周利明;房玮
单  位:
华北理工大学生命科学学院
关键词:
花粉管;顶端生长;钙传感器;钙依赖蛋白激酶;信号传导
摘  要:
在花粉管的顶端生长过程中,胞内钙信号可以被钙传感器所识别,进而作用到下游多条信号通路上,以调控花粉管的生长和导向.CPKs作为一类重要的钙传感器,包含一个激酶区和一个钙调素样区,因此CPKs既是钙传感器,又是效应因子.基因芯片的数据显示存在5个花粉高量表达的CPKs,其中CPK34与绿色荧光蛋白(GFP)相融合,通过基因枪技术在烟草花粉中进行瞬时表达.研究结果显示CPK34过量表达可以引起明显的花粉管生长障碍,导致花粉管顶端形成一个膨大的肿块.随后CPK34去除自抑制区和钙调素样区,只保留蛋白激酶区,从而构建了CPK34的组成激活(constitutively active, CA)形式(CACPK34).相对于CPK34所造成的花粉管表型,CACPK34过量表达显示出更严重的去极性生长表型.花粉管的正常生长需要适宜的胞外钙离子浓度,过高或过低的钙浓度可以直接抑制花粉管的伸长.过量表达CPK34的花粉管表现出对低钙胁迫敏感性降低(极性生长部分恢复),而对高钙胁迫敏感性增加(去极化生长显著增强).而对于缺少钙结合区域的CACPK34,其过量表达的花粉管在不同胁迫条件下未表现出明显的区别.实验结果对于深入了解细胞极性生长过程中的信号转导网络,将来利用分子工具进行人为干预,提高授粉效率等都具有一定的理论指导意义.
单  位:
Zhou Liming%Fang Wei%College of Life Sciences,North China University of Science and Technology

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