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植物非特异性转脂蛋白(nsLTPs)是一类广泛存在于高等植物中的碱性小分子蛋白家族。许多研究表明,生物和非生物胁迫能够诱导nsLTPs过表达,并且nsLTPs能不同程度的诱导植物系统性获得抗性的产生。Ca2+-CaM信号转导系统也参与了植物体内众多调节功能。本实验室曾在中国大白菜中分离得到了一种分子量约10kDa的钙调素结合蛋白CaMBP-10(简称BP-10)。通过核苷酸序列和氨基酸序列比对和脂结合活性等理化性质分析,已经确定BP-10是植物非特异性转脂蛋白家族的新成员。本论文以白菜和拟南芥为材料,研究了BP-10在体内参与植物抗生物和非生物胁迫的作用,探讨CaM参与这种功能的调节,并通过蛋白质组学的方法初步了解这种作用的机制。
首先,通过高盐、ABA和SA处理与RT-PCR、蛋白表达分析,对白菜体内的BP-10功能进行了研究。实验结果显示,BP-10的表达出现了不同程度的上调,初步说明了其在体内参与了对环境的防御功能。其次,为了进一步确定BP-10是转脂蛋白家族成员并能参与植物的抗生物和非生物胁迫作用,分别对转BP-10和转BP-10的CaM结合缺失突变体(简称4ABP-10)的转基因拟南芥进行了抗性研究。通过真菌孢子、盐和旱的胁迫,我们对转基因拟南芥的叶片侵染情况、种子发芽率、幼苗根长和成苗表型进行了分析。结果显示转BP-10的转基因拟南芥在全部胁迫过程中的抗性都要明显好于转4ABP-10的转基因拟南芥和野生型拟南芥,而转4ABP-10的转基因拟南芥与野生型拟南芥的生长状态没有太大差别。这说明BP-10确实在植物体内抗性防御中起到重要作用,并且这种作用是受钙调素调节的。再次,为进一步探讨BP-10的作用机制,我们通过化学交联法在蛋白质组学层面寻找和BP-10相互作用的蛋白,并且与其它蛋白质组学的方法相互验证,进而为其在BP-10信号转导途径中的作用机制提供线索。