生长素输出载体蛋白PIN1在作物根和胚中的亚细胞定位

生长素输出载体在植物发育中起非常重要的作用。然而,生长素输出载体蛋白PIN1在农作物水稻、小麦、玉米和大豆的根和胚中的亚细胞定位尚不清楚。该研究首先分析了OsPIN1b和它的同源物的氨基酸序列特征,发现小麦(TaPIN1)、玉米(ZmPIN1b)和大豆(GmPIN1b)中的PIN1序列与水稻的OsPIN1b序列分别具有61.5%、62.5%、61.9%的相似性。然后根据水稻‘日本晴’(‘Nipponbare’)的OsPIN1b的氨基酸序列,人工合成OsPIN1b多肽并注射健康的新西兰白兔获得了抗兔的OsPIN1b多克隆抗体,在通过免疫印迹方法检测抗兔的OsPIN1b多克隆抗体的有效性后,发现可以利用该抗体有效检测到水稻叶片及根中OsPIN1b的表达。为检测OsPIN1及其同源物在不同作物胚根和胚中子叶细胞的定位,利用制备的抗兔的OsPIN1b多克隆抗体并通过免疫组化实验,发现水稻的OsPIN1b、小麦的TaPIN1和玉米的ZmPIN1b非极性定位在早期的胚根和胚中子叶表皮细胞的细胞质膜上,大豆中的GmPIN1b非极性定位在胚根表皮细胞的质膜上,而在胚的子叶细胞中是胞质定位。为进一步检测水稻中OsPIN1b的亚细胞定位,对水稻根分生区表皮细胞用蛋白质转运抑制剂BFA (Brefeldin A)及抗兔的OsPIN1b多克隆抗体处理后,进行免疫组化实验,结果发现水稻中的OsPIN1b可以通过胞吞转运途径从水稻根表皮细胞膜进入细胞质中。该研究利用抗兔的OsPIN1b多克隆抗体有效检测了OsPIN1b及其同源物在水稻、小麦、玉米和大豆的胚根表皮细胞及胚中子叶表皮细胞的亚细胞定位,这将有助于进一步揭示生长素输出载体OsPIN1b及其同源物通过调控生长素极性运输而参与作物发育的作用机制。