盐芥泛素结合酶TsUBC32家族在盐芥耐逆生理中的功能研究

Thellungiella salsuginea, a close relative of Arabidopsis, represents an extremophile model for abiotic stress tolerance studies. Endoplasmic Reticulum Associated Degradation (ERAD) is found to be closely related to plant abiotic stress response in recent years. In this study, we plan to analyze the expression of Thellungiella salsuginea TsUBC32 family under abiotic stress; construct TsUBC32 family mutants and analyze the phenotypes compared to wild type plants; test their ubiquitin conjugase activity and if they play roles in ERAD；and test the possible targets of TsUBC32 family by proteomics. This study will fully explore the function of TsUBC32 family in ERAD and abiotic stress response, compare similarities or differences of the gene expression and regulation between TsUBC32 family and their Arabidopsis homologous genes, deepen our understanding of Thellungiella salsuginea stress-tolerant mechanism.

盐芥作为拟南芥的近亲，能够耐受多种胁迫，是研究非生物胁迫机理的理想的模式植物。内质网相关蛋白降解是近几年来发现的与植物非生物胁迫密切相关的生理机制。本研究拟以盐芥泛素结合酶TsUBC32家族为研究对象，分析TsUBC32家族在胁迫条件下的表达情况；构建TsUBC32家族突变体，比较突变体和野生型在胁迫条件下的的生长表型；检测TsUBC32家族的泛素结合酶活性以及是否参与内质网相关蛋白降解；并利用蛋白组学的方法分析TsUBC32家族在胁迫条件下的作用底物。本研究将全面解读TsUBC32家族与内质网相关蛋白降解和植物非生物胁迫的关系，比较TsUBC32家族与拟南芥同源基因表达调控的异同，加深我们对于盐芥耐逆机理的理解。

盐芥作为拟南芥的近亲，能够耐受多种胁迫，是研究非生物胁迫机理的理想模式植物。拟南芥泛素结合酶AtUBC32参与内质网相关蛋白降解，与植物非生物胁迫密切相关。本研究以AtUBC32的同源基因盐芥TsUBC32家族为研究对象，分析了TsUBC32家族在胁迫条件下的表达情况，证明盐芥和拟南芥中UBC32家族的表达和调控模式是不同的，可能与这两种植物耐逆性的差异有关；本研究中构建了TsUBC32A和TsUBC32B的基因组编辑纯合突变体；发明了一种体外泛素化反应体系，并应用其证明TsUBC32A和TsUBC32B是有功能的泛素结合酶；亚细胞定位研究证明TsUBC32A和TsUBC32B定位在内质网膜上；表型分析显示tsubc32a突变体对干旱胁迫敏感；正常生长条件下tsubc32a突变体水导度下降；与野生型相比，TsUBC32A和TsUBC32B的突变使得水孔蛋白TsPIP1;1在PEG处理条件下积累。本研究揭示了盐芥TsUBC32家族与拟南芥AtUBC32家族在非生物胁迫条件下不同的表达模式；盐芥TsUBC32A和TsUBC32B影响PEG处理条件下水孔蛋白TsPIP1;1蛋白的积累，可能与盐芥耐旱性相关。本研究解读了TsUBC32家族在盐芥非生物胁迫中的作用，加深了我们对于盐芥耐逆机理的理解。