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生长素在植物生长发育的各个方面和不同阶段都起着至关重要的作用。这些生理作用在细胞水平可以归结于两方面:细胞的伸长与细胞的分裂。目前人们已经发现了由不同生长素受体介导的生长素信号传导途径: 1)AtABP1介导的离子通道的开闭以及由此产生的细胞壁酸化和随之而来的细胞伸长; 2)TIR1介导的蛋白泛素化降解,及由此产生的大量基因表达水平的改变。 生长素究竟如何改变细胞的伸长和分裂,即如何从植物体接受生长素信号到细胞水平的生理效应,其分子作用机理仍不甚清楚。为了进一步研究生长素作用的分子机理,为研究生长素的作用机制提供线索,我们通过同源比较的方法在拟南芥中寻找已知的生长素结合蛋白的同源基因,并对其进行了一系列的生理生化研究。 以生长素结合蛋白的保守结构域为饵,我们得到了与桃ABP19/20同源的编码生长素结合蛋白2(Arabidopsis thaliana auxin binding protein2,AtABP2)的基因并通过筛库的方法克隆到了该基因。研究结果显示AtABP2全长660bp,编码一条长为219aa的多肽。对AtABP2的氨基酸序列分析及三维结构预测表明该蛋白具有生长素结合蛋白的保守结构域BoxA,其三维结构与AtABP1极其相似。利用[14C]IAA进行平衡透析试验,结果显示通过原核表达系统得到并纯化的AtABP2·His重组蛋白能特异地结合IAA。继而通过NMR试验检测AtABP2·His重组蛋白与生长素的结合,结果表明该蛋白能结合IAA和2,4-D,但对NAA没有结合能力。用RT-PCR及AtABP2启动子区域-GUS报告基因检测该基因的表达情况,二者结果都显示AtABP2在拟南芥的地上各组织和器官中均有表达,而在根中表达甚微。在植株的发育过程中,AtABP2在幼胚时期无表达,但随着植株生长发育表达增强。AtABP2表达同时还受到生长素的诱导。AtABP2的低表达植株显示出对外加生长素的不敏感性,而其过表达植株则对外加生长素超敏感。进一步的研究表明AtABP2参与生长素介导的细胞分裂。由于AtABP2蛋白定位于高尔基体,推测AtABP2介导的生长素引起的细胞分裂可能与高尔基体的解体能力的改变相关。