复制因子C亚基3对拟南芥生长发育的调控机理研究

复制因子C（RFC）在DNA复制与修复、多聚酶转换、细胞周期检查点控制和细胞分裂增殖中起重要作用，但目前植物中有关RFC功能的研究进展缓慢，解析RFC复合物及其各亚基的生物学功能是当今功能基因组时代学科发展亟待解决的问题之一。.本项目拟在图位克隆突变基因rfc3的前期研究基础上，将rfc3与植物生长发育相关突变体如rfc1，rpa，pcna等杂交，鉴定出后代双突变纯合子植株并对其进行形态解剖和生长特性观测，同时利用GFP和RFP等荧光标记研究RFC3时空表达特性及超表达对生长发育的影响，结合酵母双杂交、蛋白体内外表达、免疫共沉淀和原生质双分子荧光互补等试验，揭示RFC3蛋白特性及其与RPA和PCNA等相关蛋白间的相互作用，解析RFC3对拟南芥生长发育的调控机理。.项目提出的以rfc3突变体研究RFC3的生物学功能、揭示RFC3调控植物生长和花器官发育的内在机理等内容具有较强的创新性。

复制因子C (replication factor C, RFC)蛋白复合物在真核生物中普遍存在， RFC在DNA复制与修复、多聚酶转换、细胞周期检查点控制和细胞分裂增殖中起重要作用。然而，植物中RFC复合物各亚基的分子特性和生物学功能解析仍是当前学科亟待解决的问题之一。项目组在国家自然科学基金面向项目（30970247）的支持下，系统研究了RFC复合物亚基3在植物生长发育和抗性生长中的重要生物学功能，取得重要结果主要如下：. 1. 首次探明了RFC3在植物抗性生长中的生物学功能，发现在低浓度SA诱导条件下，植株体内病程相关蛋白PR1和PR2的表达量大幅度上调，而且这种抗病蛋白表达量的上调是不依赖于NPR1蛋白的，这是有关RFC3在SA诱导的植物系统获得性抗性中重要作用的首次报道；rfc3-1的表型是由第3个保守功能结构域中的Gly-85被取代为Asp所引起，可能通过影响复制因子C亚基3与其他亚基的结合而影响到整个蛋白复合物的生理功能；RFC3基因的点突变削弱了植株抗紫外辐射能力，并导致一些DNA复制损伤修复基因表达量上调，而在cisplatin（40 μmol/ L）或（140 mg/ L MMS）处理条件下，rfc3-1植株中GR1、KU70、MRE11、RAD51和BRCA1的表达量则大量上调，表明AtRFC3对植株抗DNA复制损伤修复和抗性生长具有重要调控作用。. 2. 较系统解析了RFC3对植株生长发育的重要调控作用，发现RFC3是核定位蛋白，RFC3基因突变影响了拟南芥茎叶生长，导致突变体叶片面积仅为相应野生型叶片的一半左右，而突变体叶片表皮细胞却显著大于相应野生型叶片表皮细胞；突变体rfc3-1花器变小，花瓣变窄，并导致植株每个果荚平均败育种子率达到15.26%，显著高于野生型对照的，RFC3基因突变显著影响了植物细胞分裂增生并导致部分不育；RFC3突变引起遮光培养2.5d的rfc3-1黄化苗下胚轴长度平均比野生型植株黄化苗下胚轴长27.5%，其原因是突变导致黄化苗下胚轴单个细胞长度变长，说明RFC3对植株茎叶生长和花器官发育的具有重要调控作用。. 经几年的努力和探索，项目组较好的完成了各项研究计划，已公开发表研究论文4篇，另有3篇研究论文待发表，培养硕士研究生2名，获得各项奖励3项。