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农垦58S为光温敏雄性核不育水稻品种,其在长日高温下不育、在短日低温下可育,是水稻育种中两系法的重要种质资源。前人已对控制这种光敏感核不育的基因进行了遗传定位与分析,研究发现pms3是直接导致农垦58S与农垦58育性分离的基因,分离克隆后对其进行初步功能研究发现pms3的候选基因transcript-1不编码蛋白质而是转录成为long non-coding RNA(lncRNA),在58S与58N中仅有一个SNP的差别。pms3的trascript-1转录出的RNA并不翻译蛋白质,所以研究其发挥功能的机理可以通过研究其作为miRNA对下游的核酸或蛋白质互作起到的调控育性的作用,或者依靠研究其作为lncRNA折叠出二级结构然后与蛋白质相互作用从而发挥的功能。RNA的二级结构可以利用软件预测和实验探测两种方法来研究。 本研究用多种预测RNA二级结构的软件,对transcript-1的全长以及截短部分结构进行了预测,并且在实验方法上用引物扩增法分析二羟基酰化(SHAPE)以及其他化学方法测定transcript-1转录的lncRNA的二级结构,试图分析结构对其功能发挥的作用,以及其在SNP周围以及miRNA识别位点和剪切位点处的结构特点。微生物系统中信号的传导主要由双组分体系(Two-component system,TCS)来介导的。它可以引起细胞内对各种环境信号产生响应。双组分体系中的第二个原件是一个反应调节因子(Response Regulator,RR)这个调节因子含有一个保守的天冬氨酸残基,另一个原件是组氨酸激酶(Histidine Kinase,HK),当组氨酸激酶自磷酸化后可以将磷酸基团传递到反应调节因子的天冬氨酸上。光合细菌沼泽红假单胞菌(R.palustris)可以在低光强下进行光合作用,这一行为受到了两个串联的红光感受器细菌光敏色素RpBphP2和RpBphp3的调控。RpBphP2和RpBphp3感受到红光信号之后,C端的HK结构域就会进行自磷酸化,然后将磷酸基团进一步传递给反应调节因子RPA3017进而来调控下游的细胞内响应活动。同时RPA3017还与编码调控光合作用的LH4复合体的基因pucBAd串联,LH4复合体的产生受到红光信号的调控,因此与RPA3017的调控有密不可分的关系。为了在分子层面上理解磷酸基团是如何在RpBphP2/RpBphp3和RPA3017之间传递的,解析了RPA3017的晶体结构,分辨率为1.8(A)。RPA3017拥有Rossmann折叠,形成经典的CheY型RR的(β/α)5结构。基于结构的解析以及同源建模,进一步鉴定了RPA3017接收磷酸基团的天冬氨酸Asp70附近表面的结构,这一部分直接与其上游互作蛋白RpBphP2和RpBphP3的HK结构域接触。这一结果为双组分系统中的两个组分之间的是如何在分子水平上特异性识别互作的提供了结构学的理论依据。