擬南芥多聚谷氨酸加尾酶AtDFC在氮限制條件下的功能分析.pdf

1、在植物體內,葉酸(又稱維生素B9)及其衍生物大多是以帶多個谷氨酸尾的形式參與生物化學反應。在葉酸合成途徑中,多聚谷氨酸加尾酶(polyglutamylsynthetase,FPGS)的作用是將谷氨酸殘基連接到四氫葉酸形成多聚谷氨酸四氫葉酸。在擬南芥中有3個基因編碼3個FPGS亞型,它們分別定位于細胞質(AtDFD)、線粒體(AtDFC)和葉綠體(AtDFB)中。本文主要研究線粒體定位的多聚谷氨酸加尾酶(AtDFC)的功能。其T-DNA插

2、入突變體在氮限制條件下表現出較野生型更不適應的表型,突變體主根長度較野生型更短,因此我們試圖探索AtDFC在氮限制條件下的作用機理以及葉酸代謝與氮代謝之間的關系。首先通過檢測植株中單尾形式的5-CH3-THF和5-CHO-THF葉酸含量,發(fā)現這兩者在突變體和野生型中沒有明顯差異。檢測游離氨基酸含量,發(fā)現突變體中多種氨基酸含量均比野生型高,說明突變體中可能參與生長發(fā)育的氮源不足,需要內源蛋白質裂解釋放出游離氨基酸以維持生長。確定了突變體和

3、野生型在氮限制條件下出現明顯表型差異的NO3-濃度為0.3 mM,在0.3 mM氮限制條件下生長10天的突變體,其主根長度及植株地上部分生物量均約為野生型的一半,說明突變體更難以適應氮限制條件。對正常生長條件下和氮限制生長條件下的植株進行real-timeRT-PCR分析,分析表明當AtDFC失去功能時,氮代謝、氨基酸代謝和光呼吸反應相關基因表達發(fā)生明顯變化,說明葉酸代謝途徑受到擾動會影響氮代謝和光呼吸反應,由此AtDFC將葉酸代謝與氮