SOS2互作蛋白SIP1参与低盐胁迫下拟南芥侧根发育的分子机理研究

根部形态的可塑性是植物适应环境变化的一个重要机制。研究发现，低盐胁迫能诱导侧根数增加，但其分子机理目前尚不十分明确。我们从拟南芥中克隆到一个基因，它编码的蛋白能与SOS信号途径中具有色氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶活性的SOS2发生蛋白互作，我们将其命名为SIP1（SOS2 INTERACTING PROTEIN 1）。通过对SIP1的缺失体分析表明其与拟南芥侧根发育有关。我们由此推测,盐胁迫信号可能是利用SOS信号途径中SOS2和SIP1的蛋白互作来传递，并通过SIP1参与侧根发育来控制低盐胁迫下的侧根数。本项目将综合运用分子生物学、生物化学、细胞生物学以及遗传学的方法和手段，通过分析 SIP1与SOS2蛋白分子之间的关系，以及对SIP1参与侧根发育机制的研究，阐明低盐胁迫下SOS信号途径对侧根发育的作用，从而揭示低盐胁迫诱导侧根发育的分子机理，为改良植物的耐盐性提供新的思路。

土壤盐碱化严重威胁到植物的发育，阐明植物耐盐的分子机理有利于我们运用生物技术改良农作物，提高作物产量。本研究在前期工作的基础上提出低盐胁迫下拟南芥侧根增加的原因是由SOS2互作蛋白SIP1介导。然而，我们利用从拟南芥网站购买的两个不同T-DNA插入的sip1突变植株进行低盐胁迫下的生理实验，结果和利用RNAi获得的突变体变型不一致。我们认为，RNAi技术在沉默靶基因的同时可能也沉默了其他基因，从而导致表型与T-DNA突变体不一致。既然SIP1的突变并没有影响低盐胁迫下侧根的发育，那么它在盐胁迫中的功能是什么。我们进行了一系列的生理生化实验，证明SIP1在盐胁迫中其重要作用，主要结果如下：1、通过SIP1和SOS2的单突变及双突变的生理实验验证SIP1参与盐胁迫响应；2、对SIP1过表达的拟南芥植株进行盐胁迫处理，结果表明SIP1过表达可提高植株的耐盐性；3、通过酵母双杂交，免疫共沉淀和BiFC技术证明SOS2和SIP1的蛋白互作关系；4、通过phos-tag胶实验表明SIP1在盐胁迫磷酸化增强，体外实验表明，SOS2可磷酸化SIP1；5、我们通过软件预测了SIP1上可能的磷酸化位点并进行了点突变，在获得了相应的点突变突变体植株后就行盐胁迫处理，结果表明，SIP蛋白上161位点的丝氨酸对于SIP1在盐胁迫下功能起着重要作用。通过该项目的实施，我们进一步理解了植物在盐胁迫下的响应机制，对我们下一步的工作提供了很好的工作基础。