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磷脂酶C(PLC)是水解磷脂的酶类,以含多个亚型的超家族形式存在。根据底物不同可分为磷脂酰肌醇依赖的磷脂酶C(PI-PLC)及磷脂酰胆碱依赖的磷脂酶C(PC-PLC)等。其中PI-PLC是肌醇磷脂信号系统中的关键酶类,普遍存在于动植物细胞中,参与多种生理过程的调节。如在很多植物中的花粉萌发和生长过程中均发现该酶及其相关信号分子4,5-二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)、1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)、二酰甘油(DAG)及钙离子(Ca2+)等的参与。PC-PLC是近年来在植物体中发现的以水解磷脂酰胆为主的组成型磷脂酶,一般在花及根等非光和器官中有较高的表达量,其在根中的表达与植物在低磷环境中磷元素的代谢利用及膜脂循环有关。拟南芥基因组测序工作完成后,序列信息表明拟南芥中可能存在17种不同的PLC和类PLC亚型的基因。研究不同PLC亚型参与调节的生理过程,可以为PLC的功能研究和作用机制的探讨提供重要的依据。
本试验以来自salk 库中拟南芥的一个类PLC基因亚型(AtPLC14)缺失突变体、基因回复体及超表达体为材料,以野生型拟南芥为对照,检测该基因在花粉萌发和生长过程中的生理功能。通过RT-PCR 检测和GUS 报告基因的显色,发现该基因在成熟花粉中有较高的表达量;通过体外和体内花粉萌发和花粉管生长率的检测,发现该基因的表达缺失造成花粉萌发率及花粉管生长速率的降低;通过该基因与eYFP 融合基因在洋葱表皮的瞬时表达的检查结果,发现该基因的亚细胞表达部位主要在质膜及质膜外侧;通过高效液相色谱检测该基因原核表达产物的活性,发现其水解底物主要是磷脂酰胆碱(PC)。上述结果表明,AtPLC14是一种分解PC的水解酶类,在细胞膜外侧分布,通过水解PC 参与调节了花粉管的萌发和生长生理过程。