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摘要：
种子大小是农作物的重要性状，也是影响农作物产量的重要因素之一。大粒种子能够为种子萌发提供更多营养，提高抗逆能力，以应对非生物胁迫。对于一些作物而言，种子作为营养物质的储藏器官，为人类提供粮食、饲料及生产原材料，满足人们的日常生活需求。从根本上说，人们进行作物栽培的目的就是为了获得高产优质的植物种子。目前人们对于调控植物种子大小的分子机理研究仍不全面。本研究以调控种子大小的相关蛋白HAIKU2（IKU2）的激酶结构域（Kinase Domain，KD）进行酵母双杂交文库筛选，筛选候选基因并对相应突变体进行相关表型分析，以期进一步阐释IKU2调控种子大小的分子机制。 IKU2编码一个富含亮氨酸重复序列的类受体激酶，并且只特异性的在种子胚乳细胞中表达。为了探究IKU2介导的信号转导机制，我们利用其胞内激酶结构域KD进行酵母双杂交文库筛选，寻找其作用底物。通过筛库我们筛选到IKU2的KD结构域与控制种子大小有关的基因NF-YC3编码的蛋白存在相互作用，通过酵母双杂交、BiFc以及Co-IP实验进一步证明KD结构域与NF-YC3、NF-YC4蛋白存在相互作用。通过对突变体表型分析发现，与Col野生型相比，nf-yc3-1、nf-yc3-2、nf-yc4单突变体种子变小，nf-yc3-1/nf-yc4双突变体种子比单突变体进一步减小，表明二者在调控种子大小方面存在功能冗余。定量PCR发现，在Col背景下，授粉1-7天后NF-YC3与NF-YC4在种子发育过程中均有表达，NF-YC3表达量呈现上升趋势，而NF-YC4的表达量比较稳定。进一步的细胞生物学DIC实验表明，授粉前和授粉后两天的种子发育过程中iku2、nf-yc3-2及野生型Col的种子腔室大小无明显差异。授粉三天后，三者种子腔室大小出现明显不同：iku2最小，Col最大，nf-yc3-2介于二者之间，这种趋势一直持续到种子发育成熟阶段。并且在种子成熟阶段，iku2与nf-yc3-2的胚要比野生型小，但二者胚的大小相差不大。 本研究证明NF-YC3、NF-YC4可能是IKU2蛋白的互作底物，二者均促进种子变大，且存在功能冗余，这为研究IKU2蛋白生化功能及其介导的信号转导机制提供重要证据。
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