摘要：HOPS复合体是由6个亚基Vps11、Vps 18、Vps 16、Vps 33、Vps 41和Vps 39 构成。其中Vps 11、Vps 33、Vps l8和Vps l6属于C-Vps蛋白复合体，相互作用形成了一个核心复合体；Vps 39通过Vps 11与C-Vps蛋白核心复合体紧密结合在一起。 已有研究发现，HOPS复合体中的一些亚基在液泡融合以及自噬过程中起关键作用。例如VPS39和VPS41的缺失会导致酵母内GFP-ATG8与液泡无法融合，使GFP-ATG8大量积累；植物中VPS16突变导致胚胎致死，突变胚胎中不含有典型的裂解液泡结构，自噬体大量堆积。本实验进一步研究了HOPS复合体亚基突变体vps11/+的表型，发现VPS11突变导致胚胎纯合致死、杂合体的花粉管生长异常，但并未影响花粉粒的形成及结构，为进一步深入研究植物HOPS复合体的功能打下基础。

关键词：HOPS复合体；VPS11；拟南芥

Phenotypic characterization of Arabidopsis HOPS subunit mutant vps11/+

Abstract： HOPS complex is made of 6 subunits, Vps11, Vps 18, Vps 16, Vps 33, Vps 41 and Vps 39, The class C subset of vacuolar protein sorting proteins contains Vps11, Vps16, Vps18 and Vps33, forming a core complex. The Vps39 direct its association with the class C-Vps complex by binding to Vps11. Research shows that parts of HOPS complex play a pivotal role in autophagy and vacuole fusion. In vps39 and vps41 mutant yeast, there were extensive accumulation of GFP-ATG8, and the fusion processes of autophagy were blocked. vps16 mutant leads to embryonic lethal. In the context of the study, we found that the homozygous VPS11 mutant is embryo-lethal, and male gametophyte development was disturbed by VPS11 mutation, pollen tube growth was arrested by VPS11 mutation, therefore, our work provided a new insight of the function of HOPS complex.

Key words: HOPS Complex；VPS11；Arabidopsis

目 录

摘要3

关键词3

Abstract3

Key words 3

引言3

1材料与方法5

1.1材料 5

1.2方法 6

1.2.1 PCR法鉴定VPS11 T-DNA插入突变体6

1.2.2 Alexander 染色 7

1.2.3拟南芥花粉体外萌发 7

1.2.4拟南芥花粉体外液体萌发 7

1.2.5 扫描电子显微镜观察拟南芥花粉 7

1.2.6 二甲砷酸钠固定花粉种子 8

2 结果8

2.1 vps11突变体的鉴定8

2.2 vps11突变体胚胎纯合致死 9

2.3 VPS11突变影响花粉管的生长 10

2.4 VPS11突变并未影响到花粉的发育 11

3 讨论 12

参考文献12

致谢13

拟南芥HOPS复合体亚基突变体vps11/+表型的初步鉴定

引言

1.液泡的形成及功能

液泡是植物细胞中发挥多种重要功能的细胞器，是由膜包被的泡状结构，它在植物适应环境和细胞生长发育的过程中发挥重要的作用[1]。液泡可以分为分为裂解液泡、蛋白储存液泡。几乎所有植物组织中都含有的中央大液泡属于裂解液泡（Lytic vacuole, LV），中央大液泡占据植物细胞的绝大部分体积，对于植物细胞生理功能的维持起着至关重要的作用，如保持植物细胞膨压，维持原生质体内稳态，储存代谢产物，隔离外源有害离子和消化细胞质内产生的废物等一系列的功能。蛋白储存液泡（Protein storage vacuole, PSV）是储存液泡储存蛋白的结构。蛋白储存液泡中储存的蛋白是提供植物体在后续生长所需氨基酸[2]。

研究发现，Rab小G蛋白可以调控液泡的融合[3]。Rabs可以促进和调节运输小泡的停泊和融合，起分子开关的作用[4]。Rabs在细胞质中与GDP结合时处于失活状态；与GTP结合之后处于激活状态，位于细胞膜、内膜或运输小泡膜上，来调节SNAREs复合体的形成[5]。Rabs的调节蛋白与其它小G蛋白的相似。Rabs还有许多效应因子，其作用是帮助运输小泡聚集在一起和逐渐靠近靶膜，触发SNAREs释放它的抑制因子。有许多运输小泡只有在包含了特定的Rabs和SNAREs之后才能形成。SNAREs的作用是保证识别的特异性和介导运输小泡与液泡膜的融合，位于运输小泡上的叫作v-SNAREs，位于靶膜上的叫作t-SNAREs[6]，能形成trans-SNAREs复合体，将运输小泡的膜与靶膜结合在一起，实现运输小泡特异性的融合[7]。已有实验证明，包含了t-SNARE的脂质体和包含匹配v-SNARE的脂质体间可发生融合，但是速度较体内慢，这说明除了SNARE之外，在体内还有其他相关蛋白参与到运输泡与目的膜的融合[8]。