叶绿体RPS1基因)

1、拟南芥叶绿体蛋白拟南芥叶绿体蛋白RPS1的翻译效率逆的翻译效率逆向调控细胞核向调控细胞核HsfA2及其下游靶基因及其下游靶基因热激响应的表达热激响应的表达汇报人：王雨文章来源文章来源：PLoS Genetics(2012IF:8.694)一、前一、前 言言 PS成分 叶绿体基质碳同化系统 RCA蛋白活性 叶绿体内囊体膜结构1 1、高温胁迫导致高等植物光合作用效率降低 高温胁迫启动大量HSFs的转录 HSFs启动HSPs的表达，从而维持细胞和叶绿体的稳定性 虽然HSFs和HSPs的功能已经明确，但对于调控这些蛋白表达的网络以及信号来源并不清楚。一、前一、前 言言2 2、高等植物热激响应机制 本研

2、究利用高通量蛋白质组的方法筛选和鉴定高温响应蛋白RPS1,对rps1突变体、干扰和互补株系的研究表明，叶片特异表达的RPS1基因编码蛋白是高温耐性不可或缺的叶绿体蛋白。随后对HsfA2及其靶基因以及叶绿体结构、光合效率的实验验证了RPS1调控细胞核HsfA2及其下游靶基因热激响应的表达。本研究证实了高等植物中存在热激反应的叶绿体逆向调控信号途径。一、前一、前 言言高通量蛋白质组免疫印迹热激响应蛋白RPS1互补突变体GUS和亚细胞定位分析高温及胁迫下的表达分析RNAi表型鉴定半定量荧光定量免疫印迹叶片特异表达的RPS1编码蛋白是高温抗性不可或缺的叶绿体蛋白野生型技术路线野生型突变体35S:Hsf

3、A2 rps1共抑制高温HsfA2及其靶基因的表达分析表型鉴定半定量荧光定量免疫印迹内囊体膜蛋白含量、叶绿体结构、光合作用活性分析免疫印迹TEMAFM叶绿体蛋白RPS1的翻译效率逆向调控细胞核HsfA2及其下游靶基因热激响应的表达Fv/Fm1 1、热激响应蛋白、热激响应蛋白RPS1鉴定鉴定二、结果与分析二、结果与分析 高通量蛋白质组筛选以及免疫印迹验证获得一个热激响应蛋白chloroplast ribosomal protein S1(RPS1)。蛋白质双向电泳 免疫印迹二、结果与分析二、结果与分析2 2、叶片叶片特异表达的特异表达的RPS1编码蛋白定位于叶绿体编码蛋白定位于叶绿体亚细胞定位组

4、织特异性表达分析3 3、 rps1突变体突变体对高温处理更加敏感对高温处理更加敏感二、结果与分析二、结果与分析 rps1突变体为5-UTR上游6bp处的T-DNA插入突变引起的。RPS1基因结构及突变体T-DNA插入位点 rps1与野生型高温胁迫后的表现型二、结果与分析二、结果与分析 RPS1表达水平的改变干扰了特殊的机制，从而影响细胞的热激响应，而非一般的渗透压维持的生理过程。 rps1幼苗在不同浓度的盐和甘露醇下根部生长情况二、结果与分析二、结果与分析4 4、互补植株恢复了对高温处理的抗性、互补植株恢复了对高温处理的抗性 突变体和RNAi株系相对于野生型和互补植株具有较低的高温耐性，高温处

5、理后50%-60%的植株死亡。不同基因型植株高温处理后的表型二、结果与分析二、结果与分析 半定量，荧光定量以及免疫印迹等实验进一步确认RPS1蛋白对于植物高温耐性必不可少。不同基因型植株高温处理后叶片的RPS1的qRT-PCR、RT-PCR以及免疫印迹表达分析二、结果与分析二、结果与分析5 5、RPS1的敲除抑制了依赖于的敲除抑制了依赖于HsfA2的热激响应的热激响应激活作用激活作用rps1高温处理后HsfA2及下游靶基因的表达分析二、结果与分析二、结果与分析6 6、HsfA2的组成型表达有效地恢复了的组成型表达有效地恢复了rps1突变体植突变体植株的高温抗性株的高温抗性 35S:HsfA2

6、rps1的表型及其HsfA2的表达水平和高温处理后的表型35S:HsfA2 rps1为rps1突变体过量表达HsfA2的转基因植株二、结果与分析二、结果与分析 35S:HsfA2 rps1植株中由叶绿体DNA编码的内囊体膜蛋白含量相对rps1显著增高，甚至在高温胁迫下具有比野生型更高的表达效率（未显示）。35S:HsfA2 rps1植株叶片HsfA2的表达水平及内囊体含量6 6、RPS1表达量的降低破坏了内囊体膜的稳定性表达量的降低破坏了内囊体膜的稳定性二、结果与分析二、结果与分析 共抑制为过表达转基因过程中出现的基因沉默现象二、结果与分析二、结果与分析7 7、 HsfA2的过量的过量表达恢复

7、表达恢复rps1类囊体膜类囊体膜稳定性稳定性及及耐热性至耐热性至野生型水平野生型水平35S:HsfA2 rps1植株叶绿体和内囊体膜结构的TEM和AFM观察二、结果与分析二、结果与分析 此外，rps1 突变体过量表达HsfA2恢复了叶片的光合作用效率。 35S:HsfA2 rps1植株不同时间高温处理后Fv/Fm值三、讨三、讨 论论1 1、利用高通量蛋白质组，结合免疫印迹获得、利用高通量蛋白质组，结合免疫印迹获得候选蛋白候选蛋白转录组数据不能有效地预测蛋白质表达水平突变体库资源的限制植物中存在大量功能性冗余的热激响应基因三、讨三、讨 论论2 2、RPS1是一个与细菌是一个与细菌RPS1高度同源的叶绿体高度同源的叶绿体核糖体蛋白核糖体蛋白 RPS1蛋白的系统发生关系3 3、植物细胞热激反应逆向调控机制模型、植物细胞热激反应逆向调控机制模型三、讨三、讨 论论HeatRPS1NuleusPlastidsignalsHeat shock signalTransduction componentPlasti