演示文稿1雷文茜技术分析.pptx

Arabidopsis Calcium-Dependent Protein Kinase CPK10 Functions in Abscisic Acid- and Ca 2+ -Mediated Stomatal Regulation in Response to Drought Stress 讲演人：雷文茜 2016.3.12 文献背景 植物在生长发育过程中会遭受不同的环境胁迫，相应的植物也形成了不同的分子机制来适应这些环境胁迫。Ca2+作为胞质内重要的第二信使，在植物对环境胁迫的应答反应中起到十分重要的作用。特定的Ca2+信号可以被不同的蛋白感知。在高等植物中，已经确定了三种重要的Ca2+感受蛋白。CaMs和CaM-like以及CDPK(钙离子依赖的蛋白激酶)。CDPK通过将Ca2+锚定于钙调素类似结构域来将信号转导给下游的组分。 拟南芥也编码CDPK蛋白(Arabidopsis thaliana; Harmon et al.,2001; Cheng et al., 2002)，有些CDPK只在拟南芥组织中的特定部位表达或者它们的表达是被特定的环境刺激引起的(Hrabak et al., 2003)。CPK10和CPK11的表达可以由干旱和盐胁迫诱导(Urao et al., 1994)。两种拟南芥保卫细胞表达的基因，CPK3和CPK6已经被确认为在保卫细胞中ABA调控的气孔运动的主要调控者(Mori et al., 2006)。 虽然之前的许多研究表明CDPKs在拟南芥应答不同的环境胁迫中起着十分重要的作用，但是大多数的CDPKs其生物学功能功能仍是未知的，所以，确定CDPK的靶蛋白对于进一步理解CDPK相关的植物信号分子机制是十分重要的工作。 文献思路 从ABRC获得19个拟南芥T-DNA插入cdpk突变体株系，进行干旱胁迫处理与WT对比，发现cdpk10对干旱胁迫更敏感，故而以CDPK10为要研究的对象 构建CDPK超表达植株OE，回补植株COM，同时与cdpk,WT进行干旱处理，观察表型，确认cpk10对干旱胁迫敏感性增加，OE植株对干旱胁迫耐受性增强 通过实时定量PCR检测CDPK10在不同组织中的表达水平，进行组织定位和亚细胞定位，发现其定位于质膜，在叶片表皮气孔保卫细胞中表达较强 用ABA和Ca2+处理拟南芥WT, cpk10, COM2叶片表皮条，测量气孔孔径，结果表明CDPK10在ABA和Ca2+关于气孔运动的调控作用的信号转导通路中起着十分重要的作用 通过酵母双杂交，Pull-down, BiFC确定与CDPK10互作蛋白:HSP1。同时对hsp1, WT进行干旱胁迫处理，用ABA和Ca2+处理拟南芥WT, cpk10, hsp1叶片表皮条，测量气孔孔径 实验结果 Disruption of CPK10 Transcription in the cpk10 Mutants Increased Arabidopsis Sensitivity to Drought Stress Experimental analysis of the cpk10 mutants. Jun-Jie Zou et al. Plant Physiol. 2010;154:1232-1243 小结：cpk10突变体中由于CDPK10不能正常转录，表现出对干旱胁迫的敏感性增强。 Overexpression of CPK10 Enhanced Arabidopsis Tolerance to Drought Stress Analysis of CPK10 transcriptional expression and phenotype tests for the cpk10 mutant and the CPK10 overexpression and complementation lines. Jun-Jie Zou et al. Plant Physiol. 2010;154:1232-1243 小结：CDPK10的超表达增强了拟南芥对干旱胁迫的耐受性，CDPK10为植株对干旱胁迫应答反应的正调控者 Expression patterns and subcellular localization of CPK10. Jun-Jie Zou et al. Plant Physiol. 2010;154:1232-1243 小结：CDPK10在拟南芥植株中不同组织中均表达，在叶片气孔保卫细胞中表达量较高。亚细胞定位表明CDPK10定位于质膜上。 ABA- and Ca2+-induced stomatal closing and inhibition of stomatal opening are impa