拟南芥zar1的RNA-seq分析及ZAR1的配体筛选

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植物的双受精、受精后合子的激活、胚胎发育等过程的分子机制一直是植物生殖生物学研究的重点问题。在胚胎发生的过程中,合子的不对称分裂对胚胎的体制模式建成至关重要。前期研究发现,富含亮氨酸重复序列的类受体蛋白激酶(leucine-rich repeat receptor-like protein kinases,LRR-RLKs)家族成员蛋白ZAR1(zygotic arrest1,ZAR1),调控合子不对称分裂,并影响分裂后其子细胞的细胞命运。受精前,ZAR1在成熟胚囊的中央细胞、卵细胞和助细胞中均有表达;受精后,ZAR1在合子和胚乳中表达;ZAR1蛋白可以与Ca2+-CaM1和异三聚体Gβ蛋白的发生相互作用,共同调控合子不对称分裂和分裂后顶-基细胞的细胞命运决定。
  通过对ZAR1突变体zar1-2和野生型Ler,从配子体发生到合子第一次不对称分裂完成的发育时期进行RNA-seq和数据分析,获得了ZAR1受体激酶在合子发育过程中共表达或者差异表达的基因,找到15个可能与ZAR1相互作用的小肽蛋白ZI1~ZI15。这些小肽大多都是分泌型富含半胱氨酸(cysteine-rich peptides CRPs)家族成员,可能作为ZAR1激酶的配体参与合子不对称分裂过程。通过酵母双杂交方法,对筛选到的这15个小肽蛋白进行初步检测,发现ZI2,ZI6,ZI14能够与ZAR1的胞外LRR结构域发生相互作用;ZI9与ZAR1胞外域发生弱的相互作用,ZI1,ZI10,ZI13,本身带有自激活活性,与ZAR1相互作用还需要进一步确认。需要对ZI2,ZI6,ZI14这3个候选配体的小肽和ZAR1的相互作用通过体外pull-down实验再次验证,并通过突变表型或者表达模式,找到ZAR1调控的合子不对称分裂的真正配体。
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