Leaf senescence and starvation-induced chlorosis are accelerated by the disruption of an Arabidopsis autophagy gene

doi:10.1104/pp.011024

比较研究

。2002年7月；129(3):1181-93.

doi:10.1104/pp.011024。

拟南芥自噬基因的破坏加速了叶片衰老和饥饿诱导的黄化

花冈秀树¹, 野田毅, 白野由美, 加藤智彦, Hiroaki Hayashi先生, 柴田大辅, Satoshi Tabata先生, Ohsumi吉诺里

附属公司

PMID： 12114572
预防性维修识别码：项目经理166512
内政部： 10.1104/第011024页

比较研究

拟南芥自噬基因的破坏加速了叶片衰老和饥饿诱导的黄化

花冈秀树等。植物生理学。 2002年7月。

。2002年7月；129(3):1181-93.

doi:10.1104/pp.011024。

作者

花冈秀树¹, 野田毅, 白野由美, 加藤友彦, Hiroaki Hayashi先生, 柴田大辅, Satoshi Tabata先生, Ohsumi吉诺里

附属

¹日本冈崎市Myodaiji-cho，Nishigonaka 38，国家基础生物学研究所细胞生物学系，邮编444-8585。

PMID： 12114572
预防性维修识别码： 66512英镑
内政部： 10.1104/第011024页

摘要

自噬是细胞质成分空泡大量降解的细胞内过程。负责酵母和哺乳动物自噬的分子机制最近已开始在细胞水平上阐明，但自噬在生物体水平上所起的作用尚未确定。在这项研究中，全基因组搜索揭示了酵母和植物自噬基因之间的显著保守性。发现了25个与12个酵母基因同源的植物基因，这些基因对自噬至关重要。我们鉴定了拟南芥突变体AtAPG9中携带T-DNA插入，这是拟南芥子中唯一的酵母Apg9同源物（AtAPG9-1）。AtAPG9在每个测试的野生型器官中转录，但在AtAPG9-1突变中没有转录。在氮或碳保护条件下，与野生型植物相比，atapg9-1子叶和莲座叶中的黄化较早。此外，当缺氮时，atapg9-1表现出结实率降低。即使在营养生长条件下，atapg9-1植物的抽薹和自然叶片衰老也会加速。与野生型不同，衰老相关基因SEN1和YSL4在诱导衰老前在atapg9-1中上调。野生型AtAPG9在AtAPG9-1植物中的表达补充了所有这些表型。这些结果表明，自噬是在营养有限的条件下维持细胞活力和有效利用整个植物营养所必需的。

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数字

图2
酵母的补充*apg4（apg4）*突变体由AtApg4编制。酵母蛋白提取物*Δapg4*突变细胞或那些表达酵母的*APG4（APG4）*拟南芥AtAPG4a，或使用API抗血清通过免疫印迹分析AtAPG4b。这个指出了前体和成熟API的位置。

图3
AtAPG9及其同源序列的氨基酸比对。使用DNASTAR通过CLUSTAL V方法对每个蛋白质进行比对。符合共识的残留物以黑色阴影显示。At，拟南芥；Sc，酵母；总工程师，*秀丽隐杆线虫*; Dm，果蝇；和Hs，人类(智人).

图4
突变体的鉴定*第9-1页。*A、基因组结构*亚太地区G9*基因。线条表示内含子和框表示外显子；白色方框，未翻译区域；和黑盒、转换区域。T-DNA插入位点*第9-1页*等位基因用灰色方框表示。B、，南部地块分析*亚太地区G9*基因。拟南芥野生型（WT）和*第9-1页*突变植物被消化了巴姆HI（Ba），*Bgl公司*II（Bg），或生态RV（E），并将该印迹与*亚太地区G9*探查。C、的表达式*亚太地区G9*在里面各种器官。从花、叶、茎和野生植物的根系水培1个月。RT-PCR是使用基因特异性引物进行*亚太地区G9*和用于肌动蛋白*行动2*基因。琼脂糖电泳后，凝胶用溴化乙锭染色。D、植物中AtAPG9的免疫印迹裂解物。从野生型植物（WT）和*第9-1页*突变体植物在100,000克持续1h，将颗粒置于使用抗AtAPG9的免疫印迹。AtAPG9可能的降解产物为用星号标记。E、酵母裂解物中AtAPG9的免疫印迹。酵母总裂解物由酵母Δ制备*第9页*细胞或Δ*第9页*表达AtAPG9的细胞，如“材料和方法”AtAPG9（预测分子质量=99kD）由箭头指示。

图5
AtAPG9表达于*第9-1页*抑制碳或氮缺乏引起的黄化。A、逆转录聚合酶链反应属于*亚太地区G9*基因。从野生植物叶片中分离出总RNA类型，*第9-1页*、和*第9-1页*用转换*在APG9*基因。RT-PCR采用基因特异性底漆*亚太地区G9*和肌动蛋白*行动2*基因。之后琼脂糖电泳，凝胶用溴化乙锭染色。B、 15天历史的碳减排工厂俯视图。拍摄了植物碳饥饿8d后。C、时间进程分析叶绿素含量。植物以光周期生长7天16小时光亮/8小时黑暗，之后将其保持在黑暗。当天从两个子叶中提取叶绿素转移到连续黑暗后显示条件。D、 24天历史的含氮植物俯视图。植物生长在含有7米营养液的培养基中米硝酸盐作用10天，然后转移到氮完全（0米米硝酸盐）培养基和水培14 d.E，叶绿素含量的时间进程分析。叶绿素当天从第一和第二个玫瑰花结叶子中提取诱导缺氮后显示。所有测量值均为由至少三株植物制成。

图6
AtAPG9缺乏损害有效种子在保氮条件下生产。A、代表2个月龄的植物在氮保护下水培生长条件。B、每株生长在保氮条件为2个月。进行了所有测量在至少四个单独的植物上。

图7
的表型*第9-1页*低于正常值条件。A、 26日龄植物侧视图。野生型和*第9-1页*植物在22°C下生长16h-光/8h-暗循环，提供标准营养液。B、，螺栓连接的时间过程分析。包含至少一种植物的植物数量每日统计初生花序茎长大于5mm。全部对至少13株植物进行了测量。C、自然叶片衰老。野生型，*第9-1页*、和*第9-1页*用野生型转换*亚太地区G9*基因在标准条件下生长，并在第17天和第35天拍摄发芽后。还显示了放大视图。

图8
人工诱导过程中的表型衰老。3周龄植物的第三或第四个莲座叶被分离并在22°C的黑暗中漂浮在水面上。A，俯视图离体叶片。树叶在0日及之后被拍照孵育3天。B、蛋白质含量的变化。蛋白质是在指定时间从分离的莲座叶中提取。全部至少对三株植物进行了测量。C、，衰老诱导基因的表达。总RNA（10μg）从野生型或*第9-1页*被隔离了在指定的时间。半定量RT-PCR使用基因特异性引物*发送1*,*YSL4型*，和肌动蛋白*行动2*基因。琼脂糖电泳后，凝胶用溴化乙锭染色。D、表皮液泡形态脱落的莲座叶中的细胞。野生型分离莲座叶或在12小时后观察到表达γ-TIP-GFP的突变植株在水中孵育。比例尺=10μm。

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