转基因烟草分析COP1亚细胞定位及各结构域的功能

植物体内存在着非常精巧的光信号调节系统以适应外界光环境的变化，COP1蛋白是这个调节系统中介导光信号转导的一个关键因子。利用从豌豆克隆的COP1的cDNA，根据豌豆COP1的蛋白结构设计了4种不同的结构域基因片段，构建了这4个片段及COP1全基因与GFP融合基因的植物表达载体，通过根癌农杆菌分别转化烟草。利用由原核表达的GFP－COP1融合蛋白制备的抗体和GFP基因片段制成的放射性探针，通过Southern和免疫印迹实验证实各种外源融合基因在转基因烟草中均获得了组成型的变化，发现：（1）烟草内源COP1的分子量为76ku，在各器官组成型存在，光照条件对其含量影响不大；（2）COP1的细胞核定位域在其核－质分配的调节中起着关键作用。含有核定位域的目的蛋白在叶表皮细胞中的亚细胞定位受光调节，而在根细胞则组成型定位于细胞中；（3）Couiled-coil域对COP1的功能十分重要，而锌指结构域起辅助作用；（4）WD－40重复结构域起着关键作用，但单独的WD－40重复结构域不影响光形态发生；（5）过量表达COP1不仅导致烟草地上部分光形态发生受抑制，而且还导致短的簇生根发生。相反，过量表达不含WD－40重复结构域的COP1则促进地上部分光形态发生，并导致根部伸长，但无侧根。COP1－COP1相互作用不仅可以在细胞核中发生，而且可在细胞质中发生。这一实验系统为今后深入研究COP1的结构与功能打下了一个良好的基础。