RHD3影响内质网形态和根毛生长的分子机制

RHD3(Root Hair Defective3)是属于Dynamin超家族的嵌膜GTP酶，其突变在拟南芥中导致了根毛的缩短和弯曲，因而影响植物的生长。研究发现RHD3在高等动物中的类似蛋白Atlastin介导了内质网管状网络的形成，而这类蛋白突变的集中影响有较长突出的根毛细胞和神经细胞，表明内质网的形态在这些细胞中起到至关重要的作用。本项目将检验RHD3对内质网形态的重要性；测试RHD3的GTP酶酶活及多聚化等生化特性；并分析已知的RHD3突变导致根毛缺陷的分子基础。此外，植物基因组的分析显示，大多数植物中都存在缺失GTP酶活性部位的RHD3选择剪切产物，我们将研究这些截短的产物对全长蛋白功能的影响及其生理意义。最后，我们将以拟南芥的RHD3突变株为基础，以根毛的形态为性状，建立RHD3相关基因的筛选体系，以用于发现参与RHD3功能的协调因子，探索RHD3等嵌膜GTP酶的调控机制。

RHD3(Root Hair Defective3)是属于Dynamin超家族的嵌膜GTP酶，其突变在拟南芥中导致了根毛的缩短和弯曲，因而直接抑制了植物的生长。前期研究发现RHD3在高等动物中的类似蛋白Atlastin介导了内质网膜的融合及管状网络的形成，而这类蛋白突变的影响分别集中在具有较长突出的根毛细胞和神经细胞，表明内质网的完整性可能在这些细胞中起到至关重要的作用。本项目筛选了RHD3缺失的拟南芥植株，确认了根毛和细胞大小等表型，并发现植物中表达量很低的两个RHD3类似蛋白，在RHD3敲除的植株中不可缺少。此外，RHD3可以在酵母中替代同源蛋白Sey1p，并可以在体外介导膜融合。我们还深入研究了RHD3缺失后的生长素表型，RHD3缺失后的基因转录变化，以及与RHD3相互作用蛋白的筛选。这些成果为理解内质网膜融合的生理意义提供了重要的线索。