BAK1调控植物发育进程的分子机理研究

BAK1是油菜素受体BRI1共受体，在植物油菜素信号转导，细胞的固有免疫、对病原菌的防御等方面扮演重要的角色。在对BRI1和BAK1信号转导分子机制的研究中。我们发现了一对BAK1的单位点突变体：突变体1引起植物快速衰老，发育加快；突变体2引起发育迟缓，生殖生长受阻。在本项研究中，我们将以这一对我们独有的遗传背景清楚的BAK1单位点突变体为突破口，拟以共免疫沉淀为核心，建立BAK1基因组水平上的互作组分网络，通过体外或体内蛋白质互作和交互磷酸化找到这一特异位点的互作组分，再通过基因敲除、过量表达、基因芯片等方法推测其分子机理并予以验证。这一研究综合了分子生物学、生物化学、蛋白质组学和转录组学的方法，试图揭示BAK1特异位点调控基因功能、细胞生长状态、乃至整个发育进程的分子机理，为全面弄清BAK1在植物生长发育等多个信号转导路径上的功能奠定基础，具有重要的理论意义和巨大的应用潜力。

BAK1 是油菜素受体 BRI1 共受体，在植物油菜素信号转导，细胞的固有免疫、对病原菌的防御等方面扮演重要的角色。在对 BRI1 和 BAK1 信号转导分子机制的研究中，我们发现了一对BAK1的单位点突变体：突变体1 引起植物快速衰老，发育加快；突变体2 引起发育迟缓，生殖生长受阻。在本项研究中，以这一对独有的遗传背景清楚的 BAK1 单位点突变体为突破口，应用共免疫沉淀和酵母杂交技术，筛选BAK1新的互作组分和位点特异的互作组分，得到了BAK1的互作组分10个，特异位点互作组分2个。通过基因敲除、过量表达、转录组测序等分子方法，通过多种生化试剂处理和环境处理下的表型变化，揭示出BAK1 特异位点的磷酸化调控植物发育进程是基于该位点的磷酸化影响了BAK1的激酶活性和蛋白降解，进而影响H2O2的产生、乙烯释放和细胞的过敏坏死反应。首次揭示了BAK1的独立生物学功能，对于理解 BAK1 在植物生长发育的多功能角色具有重要意义。