拟南芥NCA1调控H2O2介导叶片细胞程序性死亡的功能分析

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:houchen02
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细胞程序性死亡(PCD)在植物应对非生物和生物胁迫的反应中起着至关重要的作用。其中,超敏反应是植物中最典型的PCD事件之一,并且这一过程往往是由活性氧(ROS)介导。大量的研究报道过氧化氢酶2(CAT2)负调控拟南芥叶片H2O2诱导的PCD,但是植物体内调控CAT2且介导叶片PCD的关键因子还不清楚。最近的研究发现NCA1作为分子伴侣对于维持细胞内CAT活性至关重要。  因此,本研究利用遗传学,生理学和生物化学等多种手段,比较分析了NCA1,CAT2和细胞死亡之间的关系。我们的结果发现,与cat2突变体类似,nca1突变导致了细胞内CAT活性急剧下降、氧化还原状态紊乱及生长抑制,但是却显著地抑制了拟南芥H2O2诱导的PCD。而且,进一步分析发现nca1中的水杨酸明显积累但水杨酸信号途径和PCD却没有明显被激活。此外,遗传学证据表明cat2nca1双突变体激活了水杨酸信号通路,并恢复了叶片细胞死亡的表型。综上所述,我们推测NCA1通过调控H2O2稳态和信号多重途径介导H2O2诱导的PCD。  拟南芥中含有CAT1、CAT2及CAT3三个基因家族,为了全面分析CAT对H2O2诱导的PCD的影响,为此,本文第二部分利用CRISPR/Cas9技术成功构建了敲除CAT1,CAT3基因的多靶点双元载体,并转化到cat2突变体中,以期获得cat1 cat2 cat3三突变体。该突变体将会为深入分析CAT调控H2O2的信号转导机理提供重要的遗传材料。
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