泛素相关锌指蛋白OsAACZ1介导的非生物胁迫应答机理研究

OsAACZ1是一个A20/AN1型水稻锌指蛋白，在烟草中的表达能够提高转基因植株的耐冷、耐热性，但增加了转基因植株的干旱和盐敏感性。通过酵母双杂交技术我们发现OsAACZ1能够与多聚泛素AIP1互作。本研究拟进一步研究OsAACZ1在非生物胁迫应答过程中的作用机制。通过体内体外蛋白质互作研究方法进一步明确OsAACZ1与AIP1的互作以及承担互作功能的功能域；获得RNAi和过量表达OsAACZ1的水稻转基因植株，进行组织和细胞水平的表型鉴定和耐逆性分析，并比较野生型和转基因植株中泛素化蛋白的丰度，研究不同胁迫处理下OsAACZ1对蛋白质泛素化降解途径的影响；运用蛋白质组学技术鉴定OsAACZ1调控的蛋白分子，研究OsAACZ1对这些蛋白质稳定性的影响。本研究将揭示OsAACZ1在非生物胁迫应答过程中的作用机理,并有助于揭示蛋白质泛素化降解途径在植物响应非生物胁迫应答过程中的作用。

OsAACZ1是本实验室鉴定的水稻锌指蛋白基因，其在烟草中的表达能够提高转基因植株的耐冷、耐热性，但增加了转基因植株的干旱和盐敏感性。酵母双杂交和体外Pull-Down试验结果表明，OsAACZ1能够与多聚泛素AIP1以及AIP2互作，且互作依赖于OsAACZ1蛋白结构中的A20结构域。OsAACZ1定位于细胞质，不具有转录激活活性。酵母双杂交技术筛选了获得了5个OsAACZ1互作蛋白，包括2个多聚泛素蛋白、核糖体泛素延伸蛋白L40、泛素蛋白酶体途径相关蛋白RAD23以及1个NAC转录因子，OsAACZ1通过其A20结构域与上述互作蛋白互作。进一步研究表明OSAACZ1具有E3泛素连接酶活性，且A20与AN1结构均具有E3连接酶活性。获得了过量表达OsAACZ1的水稻转基因植株，发现OsAACZ1过量表达后其耐盐和耐旱性降低；而OsAACZ1抑制表达的水稻转基因的植株抗逆性未发生显著改变。为了研究OsAACZ1的非生物胁迫响应机理，利用蛋白质组学iTRAQ技术研究了OsAACZ1调控的下游蛋白，结果表明有26个蛋白上调，151个蛋白在转基因株系中下调，其中与泛素蛋白酶体途径有关的泛素活化酶E1以及26S蛋白酶体多个亚基均显著下调，表明过量表达OSAACZ1可能抑制了26S蛋白酶体通路，从而导致了抗逆性下降。本研究完成了预期研究目标，发表SCI收录论文4篇,核心期刊论文1篇。