1、植物類受體蛋白激酶(receptor-like protein kinases，RLKs)是一類包含胞外域，單次跨膜域和胞內激酶域的蛋白分子，它們可以通過胞外域與胞外信號分子的特異結合來激活胞內激酶域的自磷酸化和磷酸化活性，完成跨膜傳遞信號的功能。在植物中鑒定的類受體激酶絕大多數(shù)屬于LRR型，此類型的激酶胞外域包含多個LRR基序。研究表明，胞外域的重要功能是與配基結合，其中LRR及其島狀結構域扮演著重要的角色；胞內的激酶域磷酸化后能夠激

2、活類受體激酶并進一步提高酶的活性，而非激酶域的磷酸化對下游底物的識別和磷酸化起著重要的作用。目前已克隆的LRR—RLK具有參與抗逆性反應、調節(jié)植物發(fā)育和介導植物激素信號轉導等生物學功能。 衰老是自然界中普遍的生物現(xiàn)象。葉片衰老是高等植物葉片發(fā)育的最后一個階段，是一個主動的，受遺傳程序控制的程序性死亡過程。葉衰老的起始和進程由外部和內部的各種因子控制，諸如葉齡、植物激素、溫度、干旱、營養(yǎng)匱乏、黑暗和病原體的侵染等都能夠誘導衰老。被

3、衰老信號分子誘導后衰老相關基因(senescence-associated gene，SAG)上調表達，葉片衰老的程序被啟動，發(fā)生一系列細胞學和生物化學事件。細胞經歷了從合成代謝到分解代謝的轉變，如葉綠素降解、葉綠體崩潰、蛋白質和核酸等大分子降解等，從而導致細胞功能紊亂，結構瓦解最終細胞死亡。 光合色素的代謝和葉綠體的發(fā)育對植物的生長發(fā)育乃至衰老有著重要的意義。葉綠素的代謝可分為三個階段：從谷氨酸鹽到葉綠素a合成；葉綠素a和葉綠

4、素b的相互作用；葉綠素a的降解。此外，質體的非甲羥戊酸(nonmevalonate nonMVA)途徑也是光合色素的重要代謝途徑：在非MVA途徑中產生的DMAPP可以生成GGPP(geranylgeranyl diphosphate)。GGPP又是光合色素葉綠素和類胡蘿卜素的前體。葉綠素代謝途徑和非MVA．途徑中關鍵酶的基因突變，都可以導致代謝途徑受阻，產生葉色白化表型的突變體。葉綠體的發(fā)育受諸多生理生化事件影響，其中類囊體蛋白的轉運系

5、統(tǒng)對葉綠體的發(fā)育至關重要，類囊體蛋白定位途徑中的關鍵酶基因突變導致植物葉色白化、葉綠體的發(fā)育受抑制。 本實驗室的前期研究從人工誘導的大豆初生葉片的衰老體系中克隆到一個新的LRR型植物類受體蛋白激酶基因GmSARK(GenBank Accession No． AY687391)。GmSARK基因在衰老的葉片中上調表達，GmSA．RK基因被敲除的轉基因大豆與野生型對照比可以延緩衰老，這暗示該基因可能參與大豆的葉片衰老調控。LRR型R

6、LK的胞外域的結構特點和胞內近膜域及C末端域的磷酸化狀態(tài)對受體與配基的結合以及信號的傳遞有重要作用?；贚RR—RLK結構對其參與信號轉導的功能有重要的作用，我們分析了GmSARK蛋白的結構域特點，依據(jù)其結構特點我們設計了該基因的全長、激酶域和激酶域缺失的過表達雙元載體的構建。在擬南芥和番茄中過表達GmSARK基因，轉基因植株的葉片與野生型對照比呈現(xiàn)黃色、植株早衰、不能完成生活史；轉基因番茄葉片中葉綠素合成和降解的關鍵酶基因的表達也相應

7、的降低和增加，葉綠素a/b結合蛋白基因CAB表達明顯低于野生型。過表達GmSARK基因激酶域的擬南芥植株與野生型相比其表型、生理特征及指示基因的表達水平無明顯的差異，而過表達激酶域缺失的GmSARK基因的擬南芥植株卻有明顯的早衰特點。以上結果說明 GmSARK基因直接參與調控葉片衰老進程并可能是衰老信號的上游組份；其胞外域缺失不能進行信號轉導，胞外域對與配基結合起重要作用；過表達缺失激酶域的GmSARK與過表達全長的轉基因植株表型一致，

8、暗示胞外域和近膜域對與配基結合及將信號傳遞給互作組分起更重要的作用。此外，在擬南芥中過表達GmSARK基因時得到的株系F10在T2代可分離出真葉白色和真葉黃而透明的小苗，分別命名為．y1和y2。外源GmSARK基因不表達，說明y1和y2為T-DNA整合位點所在基因功能喪失的隱性突變。這兩個突變體真葉的表面結構和葉肉細胞的內部結構與野生型相比有明顯的差異，尤其是葉綠體的發(fā)育明顯受到抑制，沒有完整類囊體膜的形成。光合作用及衰老相關的指示基因

9、在突變體和野生型中的表達也存在顯著的差異。用染色體步移法尋找兩個突變體的外源T-DNA整合位點，結果揭示它們都在擬南芥第四條染色體上編碼推測的SecA類型葉綠體蛋白轉運因子(SecA-type chloroplast protein transport factor)的基因上有外源T-DNA插入。SecA類型葉綠體蛋白轉運因子是類囊體蛋白轉運系統(tǒng)的Sec途徑中的組分。研究Sec途徑對類囊體蛋白的定位機制可進一步了解葉綠體發(fā)育，對研究光合