月季乙烯受体调节蛋白Rh-RTE1对受体蛋白本身的调节机制解析

月季切花在国内外花卉市场上销售量和销售额均居各大切花之首，但其采后流通损耗高居不下，严重影响了月季切花的远距离销售。本课题紧紧围绕乙烯这一与月季切花采后损耗密切相关的植物激素展开研究。申请者的前期工作表明，月季对乙烯的响应在转录水平上主要通过乙烯受体调节；这种调节存在时空特异性，雌蕊和花瓣是最先响应乙烯信号的器官。本课题将以Rh-RTE1这一乙烯受体调节蛋白为对象，研究月季花朵开放进程中，雌蕊和花瓣内Rh-RTE1蛋白表达量的变化以及对乙烯的响应。同时对Rh-RTE1蛋白进行亚细胞定位分析。在通过分裂泛素化酵母双杂交和pull-down系统对Rh-RTE1和乙烯受体的互作效应进行筛选后，对Rh-RTE1与筛选得到的受体蛋白的互作区域进行进一步的鉴定。本项目的实施，在理论上有望从转录后水平初步了解Rh-RTE1与受体蛋白之间的关系；在实践上，为开发新的抗乙烯衰老保鲜技术提供理论积累。

从月季切花品种‘Samantha’花瓣中克隆得到一个RTE1 同源基因，命名为RhRTE1，同时克隆得到3个乙烯受体基因全长，分别为RhETR1~3。转录表达分析表明，RhRTE1在月季花朵自然开放中表达逐步增强，并能够被外源乙烯和切伤处理所显著诱导，转入拟南芥之后也可显著降低转基因植株对乙烯的敏感性。获得的3个乙烯受体基因推定的编码蛋白分别与枣（Ziziphus jujuba）中的ZjETR1、杨树（Populus trichocarpa）中的PtETR2和沙梨（Pyrus pyrifolia）中的PpERS2同源性最高，依次为85.2%、75.8%和80.3%。蛋白同源性及结构分析表明，RhETR1和RhETR5分别与拟南芥中的ERS1和ETR1结构相似，属于第1亚家族成员，RhETR3与ERS2结构相似，属于第2亚家族成员。在花朵自然瓶插过程中，各基因分别表现为下调、上调和组成型表达。选择和月季花朵开放最为相关的RhETR3，利用原核表达的方式，获得了该基因的重组蛋白。在此基础上，利用RhETR3为诱饵，筛选得到了一个与之互作的蛋白，命名为RhTSPO1。RhTSPO1在花瓣中的表达与开放和衰老的过程紧密联系，呈现先增强后减弱的表达模式。亚细胞定位表明RhETR3和RhTSPO1共同定位于内质网膜上，验证了其活体互作关系。以上结果表明，乙烯受体调节蛋白Rh-RTE1、乙烯受体RhETR3、及其互作蛋白RhTSPO1均参与了乙烯介导的月季花朵开放，这种调节不仅发生在转录水平，也发生在转录后的翻译水平。以上结果可为深入了解乙烯对月季花朵开放的调节机理提供新的实验数据。