拟南芥VILLIN5在花粉管生长过程中的功能解析
微丝骨架对于花粉萌发和花粉管生长是非常重要的,然而花粉粒(管)中微丝的组织和动态变化调控的分子机制尚不清楚.Villins在真核细胞中对微丝高级结构形成和微丝动态行为的调控起着关键的作用,它属于villin/gelsolin/fragmin微丝结合蛋白超家族,由六个gelsolin同源结构域和一个羧基端帽子结构域组成.近来研究已经证明一些植物villin在体外能够切割、加帽和成束微丝,但有关植物villin的发育和细胞学功能我们还了解甚少.
本文对其中一个在花粉中高度表达的villin家族成员----拟南芥VILLIN5(VLN5)的功能进行了解析.VLN5功能缺失后致使花粉管生长滞后,花粉粒和花粉管中的微丝对latrunculinB(LatB)变得敏感.体外生化分析揭示VLN5是villin家族的一个典型成员,具有整套调控微丝的功能,包括微丝正端加帽、成束微丝和依赖于钙离子的微丝切割活性,而且首次利用全内反射荧光显微术追踪观察单根微丝的动态切割过程证明生理钙离子浓度即足以激发VLN5的微丝切割活性.根据以上结果我们认为VLN5是花粉管中微丝稳定性和动态变化的一个重要调控者,推测其通过与花粉管中振荡的钙离子梯度协同调控花粉萌发和花粉管生长.为了解析VLN5微丝切割活性的可能生物学意义,我们利用点突变的方法产生了切割活性缺失的突变VLN5蛋白,命名为V5M,初步的体外生化实验表明其使微丝变短的活性受到了影响(还需TIRFM确定其是否已丢失切割活性).我们将观察突变的VLN5在体内是否以及多大程度上能互补vln5突变体的表型.此外,为了确定VLN5与其他villin成员在花粉中的功能关系,我们通过杂交产生了VLN2和VLN5双突变体,初步结果显示vln2vln5比vln5花粉管生长更加滞后,花粉萌发对LatB更加敏感,表明VLN2与VLN5在调控微丝稳定性和花粉管生长方面存在功能冗余.
- 作者：
- 张华
- 学位授予单位：
- 中国科学院研究生院
- 专业名称：
- 发育生物学
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 黄善金
- 关键词：
- 植物花管；微丝骨架；蛋白结构；基因表达
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