【摘 要】
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植物通过感知光照、温度等自然环境的昼夜周期性变化,形成长度约24小时的生物钟。生物钟作为植物内源性的生物计时器,调节植物生长发育的诸多方面。生物钟调控了拟南芥约三分之一的基因转录,促进了植物对环境的适应性。生物钟还调控多种信号通路,使其在24小时内不同时间点处于不同的激活状态。生长素作为植物生长发育必须的植物激素,其生物合成和信号转导的精确调控是植物适应环境变化的关键。生长素活性在白天较高,夜晚时
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植物通过感知光照、温度等自然环境的昼夜周期性变化,形成长度约24小时的生物钟。生物钟作为植物内源性的生物计时器,调节植物生长发育的诸多方面。生物钟调控了拟南芥约三分之一的基因转录,促进了植物对环境的适应性。生物钟还调控多种信号通路,使其在24小时内不同时间点处于不同的激活状态。生长素作为植物生长发育必须的植物激素,其生物合成和信号转导的精确调控是植物适应环境变化的关键。生长素活性在白天较高,夜晚时较低。已有研究表明,生物钟调节生长素响应基因在不同时间点的诱导幅度,由此我们可知生物钟调控植物在一天中不同时间的生长素敏感性。生物钟还可以通过转录因子RVE1促进白天时生长素的生成,使生长素的含量在白天比夜晚高,从而调节植物体内生长素含量的昼夜差异。为了进一步探索生物钟调控生长素响应的机制,本课题首先利用报告基因系统和下胚轴相对伸长速度两种方法检测了植物在不同时间点对生长素的响应。我们发现植物对生长素的响应表现为在黎明时达到高峰,在白天时逐渐下降。CCA1和LHY是组成植物生物钟中央振荡器的重要成分,我们发现cca1 lhy突变体中生长素响应基因的诱导表达水平下降并且丧失节律变化,由此可知CCA1/LHY可能是诱导生长素响应基因表达的正调控因子。我们进一步研究发现CCA1/LHY和多个Aux/IAA蛋白之间存在直接相互作用。但是CCA1/LHY-IAA17的相互作用不会影响IAA17与其下游转录因子ARF7之间的相互作用。我们也发现IAA17蛋白水平随生长素水平变化而改变并呈负相关性。综上所述,本研究初步发现植物生物钟核心组分CCA1与IAA17蛋白发生直接蛋白质-蛋白质相互作用,从而调节下游生长素响应基因在不同时间点的表达,介导了植物对生长素在不同时间点的响应差异。
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