水稻亲环蛋白OsCYL与油菜素内酯信号传导组分的互作及其在植物体内的功能机制

亲环蛋白在动物中具有催化蛋白质的折叠、调节免疫抑制反应、介导细胞凋亡等生理功能。目前已知亲环蛋白在植物的生长发育和逆境应答中发挥重要作用，但对其功能机制的研究还处于起步状态，亲环蛋白与植物油菜素甾醇类激素BR间关系的研究未见报道。本实验室开展的酵母双杂交实验显示水稻亲环蛋白CYL可以与BR信号转导途径组分相互作用。对CYL在拟南芥和水稻中过表达转基因株系的研究为其参与BR信号转导提供有力证据。本项目基于这些前期工作，将主要运用生物化学手段及分子生物学手段揭示BR信号途径的调控新机制，主要包括研究CYL与BR信号组分相互作用的生化和体内互作实验；CYL的生化活性鉴定及BR信号组分磷酸化修饰状态的实验；通过改变CYL在植物体内的表达量分析其生理功能。本项目将不但可以加深我们对植物亲环蛋白功能机制的认识，而且揭示BR信号调节的新机制，为水稻分子设计提供新思路。

本项目执行顺利，达到预期目的，不但顺利完成申请书中植物亲环蛋白通过与油菜素内酯信号途径重要转录因子BZR1互作进而调控开花的内容，而且还根据实验需要额外增加了单子叶植物中植物亲环蛋与赤霉素信号途径重要负调控因子DELLA蛋白SLR1的互作从而调控开花的内容，使我们能够全面深入地了解植物亲环蛋白的功能机制。. 植物亲环蛋白家族(cyclophilin，CYP)是具有肽脯氨酰顺反异构酶活性的一个较大的蛋白家族， 目前对其具体功能机制尚不清楚。本项目别在双子叶植物（拟南芥）和单子叶植物（水稻）中研究其功能机制：.在拟南芥中亲环蛋白CYP20-2通过脯氨酰顺反异构酶（PPIase）活性直接作用于油菜素内酯信号途径重要的转录因子BZR1的脯氨酸残基使其构象改变，以适于被磷酸化修饰而降解，BZR1直接抑制组蛋白去甲基化酶基因（FLD）转录来控制开花过程。. 在水稻中CYP20-2除了控制BZR1构象外，更倾向于通过影响赤霉素信号途径中重要的负调控因子DELLA蛋白SLR1而控制植物生长发育。OsCYP20-2与SLR1蛋白互作并且改变其构象，从而抑制后者对其下游基因的转录调控。 . 本项研究工作主要有两个亮点：.a..揭示植物亲环蛋白在进化过程中形成了其在双子叶植物（拟南芥）和单子叶植物（水稻）中对BR和GA信号系统的不同偏好性而控制植物生长发育过程;.b..提出“构象改变介导开花”调控模式, 揭示了BR信号途径核心转录因子BZR1构象的改变在开花调控中发挥的重要功能，为激素信号组分介导开花机制开辟了新的途径。