百脉根SIP1转录因子在共生信号转导中调控及生物学功能研究

本项目拟通过RNAi干扰、基因超量表达及毛根转化技术，研究豆科植物百脉根SIP1（共生受体激酶结合蛋白）基因沉默或超量表达植株被接种根瘤菌或结瘤因子处理后，根毛变形、侵入线和根瘤形成等相关共生表型的变化，确证百脉根中SIP1的生物学功能。通过SIP1与SymRK（共生受体激酶）在百脉根中的共定位，SymRK对SIP1磷酸化作用以及这种作用对SIP1结合NIN（起始结瘤基因）启动子序列的影响的研究，进一步研究SIP1、SymRK、NIN三者之间的关系，揭示SIP1、NSP1、NSP2在调控NIN基因转录表达中所起到的调控作用。建立结瘤因子信号在豆科植物百脉根中从共生受体激酶SymRK到起始结瘤基因NIN的传递通路，为阐明百脉根共生信号转导途径以及根瘤菌与豆科植物早期共生关系的建立过程提供分子生物学证据。

本项目通过RNAi 干扰、基因超量表达及毛根转化等技术，研究豆科植物百脉根SIP1（共生受体激酶结合蛋白）基因沉默或超量表达植株被接种根瘤菌或结瘤因子处理后，根毛变形、侵入线和根瘤形成等相关共生表型的变化，确证百脉根中SIP1 的生物学功能。通过SIP1 与SymRK（共生受体激酶）在百脉根中的共定位，SymRK 对SIP1 磷酸化作用以及这种作用对SIP1 结合NIN（起始结瘤基因）启动子序列的影响的研究，进一步研究SIP1、SymRK之间的关系。我们分离到SIP1（以下称之为SIP1S）的转录剪接体SIP1L。SIP1L含有ARID结构域以及一个Hsp20（热激蛋白20）结构域，而SIP1S缺乏这个17个氨基酸大小的Hsp20结构域。研究表明，SIP1L在百脉根中的表达量远高于SIP1S，同时SIP1L不能与SymRK蛋白相互作用。而在洋葱表皮细胞中的共定位结果显示SIP1L和SIP1S能够形成异源二聚体，并共同定位于细胞核。通过在酵母双杂交、体外免疫共沉淀及BIFC等方法我们也验证了上述结果。体内过量表达SIP1S使得百脉根结瘤数量增加，而RNAi抑制SIP1接引在百脉根中的表达会导致结瘤数量的减少，这充分说明SIP1基因在百脉根的结瘤过程中起着关键作用。另一方面，抑制SIP1在百脉根中的表达，会影响到菌根真菌的从之形成，这也说明SIP1在菌根真菌共生过程中也起着重要作用。