论文部分内容阅读
根是植物在长期适应陆地生活过程中逐步形成的重要的营养器官。根的主要功能是固着和支持植物，吸收水分和溶于水中的矿物质。它对植物的生长发育具有重要作用。 本研究中，我们鉴定了一个具有显著根长变短表型的拟南芥突变体，命名为srt(SHORT ROOT)。与野生型相比，突变体srt主根变短，其根长约为野生型根长的五分之一。遗传分析表明srt突变是单位点隐性突变。通过图位克隆的方法我们对SRT基因进行了初定位分析，用平均分布于拟南芥五条染色体上的22个SSLP标记对60个极端根短的F2代植株进行分析，把SRT基因初定位在第一染色体短臂分子标记ciw12和t21e18之间。进一步利用这两个标记之间的多个分子标记对5089个具有根短表型的F2代植株进行分析，将该突变定位于分子标记t6d22和700之间约6.78 Mb的区域内，但是在此区域内未能找到新的重组交换。该结果暗示在此区段上发生重组交换的几率大为降低。 利用RNA-seq技术对srt突变体和Col-0的根的总RNA进行测序。数据分析发现有22个表达量大幅下调的基因位于分子标记t6d22和700间，其中有12个基因串联排列于分子标记t6d22右侧约37.9 kb的片段上。进一步基因组DNAPCR扩增的实验表明在t6d22分子标记附近这12个基因可能发生了染色体片段的缺失。我们对12个基因的分析发现，有研究报导其中一个基因AT1G08030的突变导致拟南芥出现根长变短、植株变小、早花等表型，与srt表型非常相似，推测srt突变体的表型可能是由于该基因的缺失导致的。目前我们正在进行互补实验验证。 此外，根据分子标记t6d22和700约6.78 Mb的物理区间上重组率大为下降的现象，我们推测该区域可能发生了染色体片段的倒位，抑制了减数分裂过程的重组交换。通过对srt突变体基因组DNA进行PCR扩增及测序，我们确定位于分子标记t6d22和700内的基因AT1G26640与AT1G08050间发生了染色体倒位。倒位片段左边界位于AT1G08050的3UTR，物理位置是2，498，899，右边界位于AT1G26650的5UTR上游，物理位置是9，210，030。倒位的发生使得从AT1G08050至AT1G26640约6.71 Mb的染色体片段的方向发生翻转，并且倒位左侧从AT1G07920至AT1G08040区间有13个基因丢失。 本研究通过对拟南芥根长变短突变体的遗传分析和基因定位工作，发现并证实了由农杆菌介导产生的T-DNA插入的突变体中，染色体片段的倒位和丢失的现象，并且染色片段的倒位能大幅抑制减数分裂过程的重组交换事件。