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COP1作为一种E3连接酶,在暗下其与光形态建成正调节因子HY5直接互作促使HY5降解,从而抑制光形态建成,启动暗形态建成。在光下COP1失活,解除对HY5的抑制,启动光形态建成。在成花诱导的光周期途径中,前人研究表明COP1通过与CONSTANS(CO)直接互作促使其降解,进而抑制开花整合子FLOWERING LOCUS(FT)、TWIN SISTER OF FT(TSF)和 SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSIONOFCONSTANS1(SOC1)等的表达来调控开花时间。在气孔运动中,研究表明COP1和HY5通过诱导保卫细胞H202和NO的生成从而介导了UV-B诱导气孔关闭;蓝光诱导气孔开放与其促进了光周期途径的开花调节因子FT、TSF、SOC1和APETALA1(AP1)的表达有关。同时,前人研究也表明COP1介导了暗诱导气孔关闭,但对其作用机制并不清楚。本研究以拟南芥为材料,结合药理学、遗传学、分子生物学和细胞生物学的研究方法,主要研究了 COP1在暗诱导气孔关闭中的作用及其与H202、NO和光周期途径的开花调节因子之间的相互关系。结果显示:1、暗诱导的气孔关闭能被26 S蛋白酶体降解途径的抑制剂和COP1突变显著抑制,COP1过表达植株在光下表现出气孔关闭的表型;而hy5突变体在光下气孔正常开放,在暗处理下和野生型一样气孔能正常关闭,说明COP1作为正调节因子介导了暗诱导气孔关闭,而HY5未参与暗诱导气孔关闭过程。2、暗处理能明显诱导拟南芥野生型和cop1突变体保卫细胞H202的生成,且外源H202不能逆转cop1突变体在暗下气孔不关闭的表型,说明暗诱导气孔关闭过程中,COP1在H202下游起作用。3、暗处理能明显诱导拟南芥野生型保卫细胞内NO的生成,但不能诱导cop1突变体保卫细胞NO的生成,且外源NO处理能显著逆转cop1突变体在暗处理下气孔不关闭的表型,说明在暗诱导气孔关闭的过程中,COP1在NO上游起作用。4、暗处理能明显抑制拟南芥野生型保卫细胞FT、TSF和SOC1的表达;ft、tsf和soc1突变体在光下表现出气孔部分关闭的表型,暗处理能进一步诱导它们的气孔关闭,说明暗抑制保卫细胞开花整合子FT、TSF和SOC1基因表达是其诱导气孔关闭的原因之一。5、26 S蛋白酶体降解途径的抑制剂和COP1突变不仅抑制了暗诱导的气孔关闭,也显著抑制了暗下保卫细胞中FT、TSF和STC 基因表达的降低,暗示COP1通过抑制开花整合子FT、TSF和SOC1的基因表达介导了暗诱导气孔关闭的信号转导过程。6、ft、tsf和soc1突变体在可见光下,保卫细胞内源H202水平和野生型一样,均很低,但内源NO水平明显高于野生型,说明开花整合子FT、TSF和SOC1通过抑制保卫细胞NO形成参与气孔运动的调控。结合暗处理不能诱导cop1突变体保卫细胞NO生成和气孔关闭以及ft、tsf和soc1突变体在光下气孔部分关闭的表型,说明COP1介导暗诱导气孔关闭与其抑制FT、TSF和SOC1的基因表达进而促进保卫细胞NO生成有关。综上所述,本研究表明COP1作为正调节因子参与了暗诱导拟南芥气孔关闭的信号转导过程,且其作用与转录因子HY5无关,而是由于COP1抑制了保卫细胞开花整合子FT、TSF和SOC1的基因表达,进而促进保卫细胞NO的形成,最终介导了暗下拟南芥的气孔关闭。同时,本文结果也暗示在暗诱导气孔关闭的信号转导途径中H202的作用在COP1上游,COP1介导暗诱导气孔关闭也存在不依赖于光周期途径的开花调节因子FT、TSF和SOC1的信号转导途径。该结果初步阐明了 COP1在暗诱导气孔关闭中的作用,首次将光周期途径的开花调节因子与暗诱导气孔关闭联系起来,理清了 COP1与H202、NO以及开花调节因子之间的关系,有助于人们深入理解暗诱导气孔关闭的信号转导机制。