玉米細胞周期轉換蛋白ZmCCS52B調(diào)節(jié)生物量積累的分子機理.pdf

1、玉米是我國的第一大作物，其產(chǎn)量的提高對于解決我國的糧食、能源、資源等問題都具有重要意義。玉米產(chǎn)量的提高主要通過提高單位面積的種植密度，而玉米株型的改良和理想株型的培育有助于提高群體的種植密度和生產(chǎn)效率，進而提高玉米的產(chǎn)量。因此，闡明調(diào)控玉米生物量積累的分子機理，培育出玉米的理想株型，對于提高單位面積的種植密度，提高玉米的產(chǎn)量具有重要的理論和實踐意義。
　　EMS突變體是研究基因功能的重要材料。傳統(tǒng)的結合EMS誘變的TILLING（

2、反向遺傳學）技術和圖位克?。ㄕ蜻z傳學）技術克隆基因的方法通量低、勞動強度大、費用較高。Mutmap是EMS結合新一代測序技術的快速克隆基因的方法，首先應用在水稻中，但是玉米基因組較大且結構復雜，基因克隆難度大，如果用MutMap方法克隆玉米基因成本較高。EcMutmap（EcMutMap:Exon capture based Mutmap）方法是利用外顯子序列捕獲結合Mutmap技術克隆基因的方法，相對于Mutmap等基因克隆技術具有

3、快速、勞動強度低、同時成本也大大降低等優(yōu)點。
　　本文從EMS誘變?nèi)后w中篩選到了一個植株變矮、莖稈變細、葉片變短變窄、雌穗明顯變小等器官整體變小的突變體，用EcMutMap的方法克隆到該突變體的基因，將突變基因定位到3號染色體的ZmCCS52B基因，并將該突變體命名為zmccs52b-1。CCS52B是人和動物Cdh1的同源蛋白，是APC/C復合體的激活子，通過調(diào)控APC/C復合體降解的底物來調(diào)控細胞周期。對突變體和野生型表皮細胞

4、觀察發(fā)現(xiàn)ZmCCS52B基因的突變并未引起表皮細胞大小發(fā)生改變，單位面積細胞數(shù)未發(fā)生改變。ZmCCS52B蛋白亞細胞定位分析發(fā)現(xiàn)此蛋白主要集中在細胞核中。因此推測ZmCCS52B基因可能通過調(diào)控細胞分裂來影響器官的大小，進而影響生物量的積累。
　　利用酵母雙雜交技術，我們篩選了與ZmCCS52B蛋白存在相互作用的蛋白， 總共發(fā)現(xiàn)了11種可能的互作蛋白。其中的Z mWE E1蛋白是一種蛋白激酶，可以抑制CDK的活性。我們推

5、測ZmCCS52B與ZmWEE1相互作用來調(diào)控細胞周期的機制可能存在兩種方式：一種方式是ZmWEE1通過APC/CZmCCS52B復合體降解，而ZmCCS52B的突變導致ZmWEE1的積累，從而抑制CDK的活性，致使細胞分裂發(fā)生異常。另外一種方式是ZmWEE1磷酸化ZmCCS52B，磷酸化的ZmCCS52B激活CDK，促使細胞分裂正常進行。ZmCCS52B的突變使CDK失活，導致細胞分裂的異常。究竟ZmCCS52B與ZmWEE1如何相互