小麦GSK激酶TaSK41的功能分析及互作蛋白的筛选

　　

摘要： 粒重相关基因GSK5/SK41在籽粒发育过程中发挥重要功能。为进一步探究TaSK41调控小麦籽粒发育的生物学功能及其潜在的分子机制，本研究分析了TaSK41在不同组织中的表达模式、亚细胞定位、超表达TaSK41水稻的籽粒表型，以及与TaSK41相互作用的蛋白。qRT-PCR分析表明，TaSK41在各个组织中均有表达，其中在穗部、早期发育的籽粒、子房及种皮中的表达量较高。亚细胞定位显示，TaSK41-GFP融合蛋白主要定位于细胞质和细胞核中。TaSK41超表达转基因水稻株系的千粒重显著降低，粒长和粒宽均显著减小。通过酵母双杂交系统筛选小麦籽粒cDNA文库，共获得18个可能与TaSK41相互作用的候选蛋白。进一步通过对TaSK41分别与调控籽粒发育相关基因TaARF4和TaBSK3的全长互作验证，结果显示，TaSK41能够与小麦生长素响应因子TaARF4的全长蛋白发生相互作用。利用荧光素酶互补系统在体内对其互作关系进行了验证，结果表明，nLUC-TaSK41与cLUC-TaARF4共转化烟草叶片，可观察到荧光信号，这表明它们在体内确实存在互作关系。本研究结果为深入解析TaSK41调控小麦粒重形成的分子机制提供了重要理论依据。