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| 蛋白激酶共生中探索 摘 要 土壤微生物是土壤中重要的组成部分，其中包含多种原核生物及真核生物，土壤微生物通过直接植物-微生物互作或分泌的代谢物质来影响周围植物的生长。丛枝菌根共生（arbuscular mycorrhizal symbiosis, AM symbiosis）是一种古老的球囊菌门真菌（Glomeromycota）和植物根之间的互利共生关系，它广泛存在于陆地植物中，其特征性作用是：丛枝菌根真菌（AM fungi）能够增强植物对土壤中无机磷酸盐吸收，作为回报，菌根真菌能够获得植物光合作用固定的碳，包括糖和脂肪酸。课题组前期的研究发现，AP2转录因子CBX1（CTTC MOTIF-BINDING transcription factor 1）可以直接结合K7的启动子，K7编码一种类受体激酶。因此，本课题以百脉根Gifu B-129为背景材料，初步研究K7在菌根共生中的功能和分子机理，目前的实验结果有： （1）K7是建立菌根共生关系的关键基因。菌根定殖表型分析发现，K7的两个转座子插入突变体 k7-1和k7-2与野生型具有明显区别。根部菌根真菌的侵染统计表明，k7-1和 k7-2突变体中菌根定殖显著减少。突变体中有少量菌丝和畸形的丛枝结构（arbuscule）。并且，共生相关基因在突变体中表达显著低于野生型。 （2）K7蛋白定位在细胞核和细胞膜上。本生烟中过表达K7-YFP后观察发现，K7定位在细胞膜和细胞核上。 （3）CBX1能转录激活K7启动子，并且主要依赖于启动子区的AW-Box。在拟南芥原生质体中，CBX1能够转录激活K7启动子驱动的报告基因表达，并且AW-Box突变后，CBX1丧失转录激活K7启动子的能力，而CTTC基序突变后，报告基因表达降低。因此，CBX1主要依赖于AW-Box转录激活K7启动子，而CTTC基序作用有限。 （4）过表达CBX1能驱动K7蛋白表达。在本生烟中过表达CBX1能激活K7启动子驱动的K7蛋白表达，且CBX1的转录激活能力主要依赖于K7启动子区的AW-box，而CTTC基序对其功能的影响较小。 综上所述，CBX1调控菌根共生中关键的类受体激酶K7基因表达。膜定位的K7其胞外区可能具有接受菌根共生信号并传递到胞内起始下游信号转导的功能。研究K7识别的共生相关信号分子及其蛋白激酶功能对了解整个通路的细节至关重要，为揭示植物与菌根真菌共生关系建立，促进植物营养吸收的分子机理提供重要依据。 关键词：菌根共生，CBX1，K7，转录激活 |
