拟南芥谷胱甘肽转移酶TT19的功能研究

很多植物种皮中富含缩合单宁，其具有防护紫外线伤害、阻止病菌侵染和抗氧化等生理活性。最近我们研究小组发现在拟南芥中控制缩合单宁合成（运输）的重要蛋白-谷胱甘肽转移酶(TT19)定位于细胞质内，其具有两个功能区，分别为：5'端可以结合谷胱甘肽并控制花青素的合成（运输），而3'端控制不可溶性缩合单宁的积累，同时我们还发现重组TT19蛋白不能转移谷胱甘肽到已知的拟南芥成熟种子阶段的黄酮类化合物或者植株期的花青素上，因此该基因的功能至今仍未能解释清楚。本研究旨在上述实验结果基础上，将TT19基因超表达在拟南芥中，比较转基因与对照组植物的未成熟种子的化学成分，对差异成分进行分离纯化，揭示TT19的真正底物，从根本上解释TT19的功能。同时本研究还将利用酵母单杂交方法钓出调控TT19的上游转录因子，从而围绕TT19的功能，进一步诠释缩合单宁的合成、运输以及调控机理。

植物种皮中富含黄酮类物质和缩合单宁，这些酚类化合物在植物适应逆境，包括生物和非生物胁迫中发挥重要的作用。我们研究小组在长期研究这类成分生物合成过程中发现了在拟南芥中控制缩合单宁合成（运输）的重要蛋白-谷胱甘肽转移酶(TT19)，对该蛋白的功能研究取得了一定进展。首先我们发现其定位于细胞质内，其具有两个功能区，分别为：5'端可以结合谷胱甘肽并控制花青素的合成（运输），而3'端控制不可溶性缩合单宁的积累， 对突变体的种子进行了化学成分分析，发现其黄酮类化合物积累发生了细微的变化，但是其可溶性单宁与不可溶性单宁的比例差别很大，tt19-1和tt19-4突变体均积累高于野生型4-5倍的不可溶性单宁，而可溶性单宁减少10倍以上。同时我们还发现重组TT19蛋白不能转移谷胱甘肽到已知的拟南芥成熟种子阶段的黄酮类化合物或者植株期的花青素上。我们通过农杆菌介导转化拟南芥的方法共得到50个过量表达的拟南芥T3代株系。经过对T3代未成熟种子和野生型的化学成分进行分析比较，发现3个差异峰，正在大量培养突变体富集样品并通过核磁鉴定。利用酵母单杂交试剂盒从cDNA文库中调出与TT-19互作的转录因子，经过测序为MYB和MYC家族的转录因子。然后经过凝胶阻滞试剂实验验证得以证实TT-19启动子可以与MYB和MYC家族的转录因子结合。对TT19最终底物的确定对缩合单宁的合成和运输及调控机理研究具有重要意义。研究结果发表相关篇SCI论文，其他研究成果正在整理发表或申请专利当中。