水稻壁连类受体激酶WRL3参与盐胁迫反应的功能研究

水稻中有125个WAK（Wall-Associated Kinase）和WAK like的类受体激酶，但是大部分成员功能未知，本实验室前期利用RNA干涉技术对水稻中30余个WAK基因进行了功能研究，发现编号为WRL3的干涉株系明显降低了对盐胁迫的耐受能力，且这一表型与特异干涉WRL3的mRNA水平是一致的。我们研究表明WRL3具有激酶活性，其转录水平受盐胁迫诱导。植物细胞壁是感知盐胁迫最敏感的部位， WAK与细胞壁紧密交联,因此研究WAK参与应答盐胁迫信号具有重要的意义。本项申请拟通过对WRL3基因的T-DNA插入突变体、过表达株系等遗传学材料进一步证实WRL3在盐胁迫过程中的正调控作用；通过WRL3启动子融合GUS的转基因株系了解盐胁迫条件下该基因的表达模式；并结合生物化学、蛋白质组学等手段分析盐胁迫条件下WRL3激酶活性的变化，对WRL3应答盐胁迫的机制进行初步探讨。

本项目主要针对水稻中细胞壁连类受体激酶WRL3的功能进行研究，发现该基因的不同RNA干涉株系与缺失突变体wrl3均表现出根系发育的缺陷，并导致了对盐胁迫处理的敏感性增加，推测可能是由于WRL3影响了水稻的根系发育进而影响对盐胁迫的适应能力。WRL3基因的过表达株系与激活突变体wrl3-D表现出植株矮化，侧根数目增加的表型，WRL3基因融合GFP和7MYC标签在自身启动子的驱动下转化wrl3突变体可以恢复突变体的表型，但也有少数表达量稍高的转基因株系也表现出了不同程度的矮化。WRL3几乎在在所有组织的微管束均有表达，WRL3基因在侧根发生处有较高表达，并且伴随着侧根发生过程，它的表达也有所变化。盐处理抑制该基因的表达，而生长激素IAA处理可诱导该基因的表达，IAA处理后导致其在根的伸长区表皮细胞有明显表达，而在正常或其他诱导条件下并不在该处表达。WRL3胞内域具有激酶活性，并且发现该蛋白第447位的赖氨酸对维持激酶活性是必需的。通过观察WRL3-GFP荧光并结合细胞组分生化分析发现它主要定位在细胞膜并与细胞壁偶联。在本基金的资助下我们主要明确了该基因的功能、表达模式、以及生化特征，并得到了与它相互作用的蛋白组分，基本完成了计划内的各项任务，为进一步研究该基因的作用机制奠定了基础。该项目执行期间培养毕业博士研究生1名，目前在读博士生1名，硕士生2名。