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前人研究表明UV-B辐射作为一种重要的环境信号对植物光形态建成等多方面具有重要作用,且植物对UV-B信号的转导至少存在两条信号转导通路——依赖于UVR8的UV-B专一信号转导途径和不依赖于UVR8的UV-B非专一信号转导途径。G蛋白由α、β、γ三种亚基组成,是真核细胞中一类保守且重要信号转导分子。在动物中前人研究已表明Gα和Gβγ均参与了 UV-B辐射诱导的多种生理反应的信号转导途径,但关于G蛋白是否也参与植物对UV-B辐射信号的转导目前并不清楚。本论文根据前人的研究结果,选择依赖于UVR8的UV-B专一信号途径调控的基因(HY5、HYH、CHS、CRYD和ELIP1)和不依赖于UVR8的UV-B非专一信号途径调控的基因(FAD、UDP和WRKY)分别作为两种UV-B信号途径的分子标记,以拟南芥野生型和G蛋白不同亚基的功能缺失突变体叶片为材料,通过半定量PCR(RT-PCR)和荧光实时定量PCR(qPCR)技术,主要探讨了 G蛋白不同亚基在UV-B调控拟南芥叶片基因表达中的作用及其与依赖于UVR8和不依赖于UVR8的两条UV-B信号通路之间的关系。本研究主要得到以下实验结果和结论:1、检测拟南芥野生型叶片在不同UV-B辐照度(0.02、0.04、0.1、0.2 Wm-2)下所选两类基因的表达情况,结果说明0.02 Wm-2的低辐照度UV-B辐射就可明显启动HY5、HYH、CHS、CRYD和ELIP1等依赖于UVR8的UV-B专一信号途径调控的基因表达,而不依赖于UVR8的UV-B非专一信号途径调控的基因WRKY、UDP和FAD需要0.1 Wm-2以上的高辐照度UV-B处理才可启动其表达,且UV-B辐射诱导所有检测基因表达的适宜处理时间均为3小时。因此,本文选择0.02 Wm-2和0.2 Wm-2两个UV-B辐照度处理材料3 h分别作为低辐照度和高辐照度UV-B辐射处理进行后续研究。2、利用UVR8信号通路的关键组分UVR8、COP1和HY5/HYH的功能缺失突变体为材料,进一步证实不同辐照度UV-B辐射诱导HY5、HYH、CHS、CRYD和ELIP1基因的表达依赖于UV-B专一信号转导途径UVR8-COP1-HY5,而UV-B诱导WRKY、UDP和FAD基因的表达不受UVR8-COP1-HY5信号途径的影响。该结果进一步说明本文所选择的分别受两种UV-B信号通路调控的分子标记是正确的。3、与拟南芥野生型相比,G蛋白α亚基GPA1的功能缺失突变体gpa1-1和gpa1-2不影响低辐照度(0.02 Wm-2)UV-B下依赖于UVR8的UV-B专一途径介导的基因表达,但抑制高辐照度(0.2Wm-2)UV-B辐射下两种UV-B信号转导通路介导的基因表达。该结果暗示G蛋白α亚基GPA1是不依赖于UVR8的UV-B非专一信号转导通路的正调节因子,其不仅介导UV-B非专一途径调控的基因表达,而且它也与依赖于UVR8的UV-B专一信号转导通路相互作用而促进高辐照度UV-B辐射下UV-B专一途径调控的基因表达。4、与拟南芥野生型相比,G蛋白β亚基AGB1的功能缺失突变体agb1-1和agb1-2不影响低辐照度(0.02 Wm-2)UV-B辐射下依赖于UVR8的UV-B专一途径介导的基因表达,但抑制高辐照度(0.2Wm-2)UV-B辐射下两种UV-B信号转导通路介导的基因表达。该结果暗示G蛋白β亚基AGB1也是不依赖于UVR8的UV-B非专一信号转导通路的正调节因子,其不仅介导UV-B非专一途径调控的基因表达,而且它也与依赖于UVR8的UV-B专一信号转导通路相互作用而促进高辐照度UV-B辐射下UV-B专一途径调控的基因表达。5、与拟南芥野生型相比,G蛋白γ亚基AGG1、AGG2和AGG3的功能缺失突变体不影响低辐照度(0.02Wm-2)和高辐照度(0.2Wm-2)UV-B辐射下依赖于UVR8的UV-B专一途径介导的基因表达,但促进高辐照度(0.2 Wm-2)UV-B辐射下不依赖于UVR8的UV-B非专一信号通路调控的基因表达。该结果暗示G蛋白γ亚基AGG1、AGG2和AGG3均是不依赖于UVR8的UV-B非专一信号转导通路的负调节因子,它们只负调控该UV-B非专一途径介导的基因表达。