活性氧作为重要的信号分子,调控了植物逆境胁迫应答、生长发育、衰老和程序性死亡等许多重要生理过程。氧化信号转导和转录调控机制的研究是目前生命科学领域的前沿课题之一。本项目通过生物信息学预测并通过瞬时表达检测获得了包括GCC box在内的四个新活性氧应答的顺式作用元件,H2O2、MV等活性氧处理能够特异地激活这些顺式作用元件的转录活性。同时对GCC box的结合蛋白REF1进行了功能分析,发现共转化REF1能够显著增强GCC box的转录活性,而且H2O2处理能够促进REF1 对GCC box的激活效应。REF1的转录活性可能依赖于MAP激酶级联途径,ROS激活MPK3/6,继而磷酸化REF1蛋白C末端的Ser残基,影响REF1蛋白从细胞质到细胞核的定位,以及REF1的转录活性,调控一些氧化胁迫应答基因的表达,这一途径参与了种子萌发等生长发育过程以及植物对于渗透胁迫的应答过程。另外,我们还发现活性氧对于基因表达的调控还部分地依赖于细胞内一氧化氮的产生。这些研究结果为阐明活性氧的信号转导机制以及活性氧应答转录调控机制提供了重要线索,对REF1的功能解析也为增强植物抗逆基因工程提供候选基因。
英文主题词ROS; cis element; MAPK; transcription factor; nitric oxide