酰基转移酶GFC1参与细胞分裂素信号转导的生化和分子机理

Cytokinin plays important roles in regulating plant growth and development via two-component system. We isolated a new muatant gfc1 with altered response to CK, whose shoots grew faster and larger than WT when treated with CK. gfc1 also displayed photo- rather than skoto-morphogenesis phenotype in the dark. Molecular cloning and complementation analysis revealed that GFC1 is an acyl transferase possibly involved in synthesizing TAG. To date little is known about the relationship between CK and lipids. This project aims to study the molecular mechanisms of the role played by GFC1 in CK signalling to regulate plant development.

细胞分裂素（cytokinin, CK）在调控植物生长发育和生理反应的许多方面起重要作用，其信号转导通过由二元组分系统介导的磷酸化系列传递实现。我们在拟南芥中分离到一个突变体gfc1，在外源CK处理条件下其幼苗的根上部分（下胚轴和茎叶）比相同条件下的野生型生长快和肥大；而黑暗条件下生长则呈现光形态建成（去黄化）表型，且下胚轴伸长对CK抑制不敏感。分子克隆和互补表明GFC1是一个酰基转移酶，可能参与三酰甘油脂（TAG）的合成。关于植物中CK和脂代谢及信号间的关系，目前了解甚少。本项目拟通过对gfc1的深入研究弄清楚酰基转移酶GFC1的失活导致的脂代谢改变何以会影响CK的信号转导，从而将CK 和脂类这两大类信号系统联系起来。

细胞分裂素（cytokinin，CK）调节植物的生长发育是通过CK信号双元组分系统来实现的。通过遗传学筛选，我们分离了一个拟南芥突变体grow fast on cytokinins 1 (gfc1)，它表现为在细胞分裂素诱导下地上部分生长较野生型大。突变体gfc1是已经报道的基因DEFECTIVE IN CUTICULAR RIDGES（DCR）的等位突变体，基因GFC1/DCR编码一个BAHD家族的酰基转移酶，具有二酰基转移酶（DIACYLGLYCEROL ACYLTRANSFERASE ，DGAT）活性，在机体内参与表皮角质的合成。在我们的研究中突变体gfc1/dcr是一个细胞分裂素不敏感突变体。在突变体中，基因type-A Arabidopsis Response Regulator（ARR）的基础表达量提高，这可能是CK不敏感的部分原因。其他的参与角质合成的突变体中，同为酰基转移酶基因突变的glycerol-3-phosphate acyltransferase 4/8（gpat4/8）双突变体表现出和突变体gfc1/dcr类似的表型，而羟基脂肪酸合成酶基因突变的细胞色素C p450家族突变体cyp86A2和cyp86A8 没有类似于突变体gfc1/dcr表型，这表明羟基脂肪酸的积累可能干扰细胞膜影响细胞分裂素响应。另外突变体gfc1/dcr还表现出去黄化（de-etiolation）表型，即在黑暗生长中表现出光形态建成（photomorphogenesis）的某些表型，这和生长素参与的暗下顶勾的发育相关。