小G蛋白ROP7对光诱导气孔开放的负调控作用及其信号转导机制的研究

光能够诱导气孔开放，且气孔开度控制在适宜的大小，因此光除了激活促进气孔开放的信号途径之外，还需要活化抑制气孔开放的负调控因子。目前对光激活的负调控机制了解得还不深入，有报导表明小G蛋白ROP2在气孔的光信号途径中作为负调控因子起作用。我们的初步结果显示小G蛋白ROP7也可能是气孔光信号途径的负调控因子。本项目将利用遗传学、细胞生物学、分子生物学等方法确定ROP7和ROP2在光诱导气孔开放的过程中是否功能交叉；寻找在此过程中调节ROP7或ROP2活性的上游鸟苷酸交换因子RopGEF，以及ROP7或ROP2下游相互作用的靶蛋白RIC。本项目研究结果将丰富光诱导气孔开放的负调控机制，对深入理解光诱导气孔开放的信号转导途径有着重要意义。

光能够诱导气孔开放，且气孔开度控制在适宜的大小，因此光除了激活促进气孔开放的信号途径之外，还需要活化抑制气孔开放的负调控因子。目前对光激活气孔开放过程中的负调控机制了解得还不深入，有报导表明小G蛋白ROP2在气孔的光信号途径中作为负调控因子起作用。本项目利用遗传学、细胞生物学、分子生物学等方法确定ROP7或ROP2在光诱导气孔开放的过程中是否功能交叉；寻找在此过程中调节ROP7或ROP2活性的上游鸟苷酸交换因子RopGEF，以及ROP7或ROP2下游相互作用的靶蛋白RIC。我们基本上完成了原计划的研究内容，也根据实验进展增加了一些工作。结果表明：rop7突变体在光下气孔开度比野生型大，组成型活性形式CA-rop7的气孔比野生型开得小，说明ROP7可能也是光诱导气孔开放过程中的负调控因子；光下rop2与rop7双重突变体的气孔开放更大，且两个基因能够功能互补，说明二者在光诱导气孔开放过程中存在功能冗余；RIC7在保卫细胞的定位受光的调控，也受ROP7的影响；酵母双杂交及体外pull down的实验结果均支持ROP7、ROP2与RopGEF2、RopGEF4存在相互作用，ropgef2和ropgef4也表现出与ROP7及ROP2相同的表型，且ropgef2 ropgef4双重突变体的表型比各自单突的表型都强，说明RopGEF2和RopGEF4可能是ROP7和ROP2上游的调控因子，二者之间存在功能互补；ROP7和ROP2的GTP酶活性均受到RopGEF2、RopGEF4的促进。本项目研究结果表明光诱导气孔开放的过程中，光可能通过激活RopGEF2和RopGEF4来活化ROP7和ROP2，从而负调控气孔开放，防止光下气孔开放过大。本研究结论将丰富光诱导气孔开放的负调控机制，有助于人们深入理解光诱导气孔开放的信号转导途径。