论文部分内容阅读
植物在生长发育过程中，经常会受到干旱、盐碱等逆境胁迫的影响，导致生长发育受阻、产量减少。目前，利用转基因技术获得的转基因植株虽然其抗逆性在一定程度上得到改善，但也存在植株生长发育受阻、矮化等问题，导致不能很好应用于农业生产。植物感受和响应逆境胁迫是一个复杂的的生物学过程，ABA在这个过程中起重要调控作用。而生长素是一类在植物生长发育过程中起重要作用的植物激素，但生长素参与调控植物逆境胁迫响应的研究还比较少，因此研究生长素参与植物响应逆境胁迫的调节机制具有重要的意义。 实验室前期研究发现一个拟南芥生长素早期响应基因SAURX(small auxinup RNA X)，预测该基因可能参与植物响应逆境过程，因此本文主要以AtSAURX过表达植株为研究材料，进一步展开表型分析和功能探索。我们首先检测了该基因在IAA处理下的表达模式，发现该基因受IAA诱导上调表达，为拟南芥SA UR基因家族cladeⅡ中成员。GUS染色分析表明，该基因在拟南芥幼嫩组织和表皮毛中表达量较高。我们对其过表达植株的基本生长发育表型进行具体分析，发现相较于野生型，该基因过表达植株侧根增多、地上部分增大、花器官增大，并证明该基因参与生长素促进细胞扩张的过程。同时我们发现其过表达幼苗顶部弯钩维持发生缺陷，并具有根卷曲表型，初步推测这些表型与过表达植株中生长素信号增强有关。PIN1、PIN2的GFP信号观察实验表明AtSAURX过表达植株根尖中生长素信号增强，证明该基因参与IAA信号传递，促进植物生长发育。 进一步分析发现该基因受ABA诱导下调表达，表明AtSAURX可能参与植物响应逆境胁迫过程。另外，在正常生长条件下其过表达植株气孔开度显著大于野生型，且在响应ABA诱导的气孔关闭过程中产生缺陷。我们还发现该基因过表达幼苗气孔中IAA信号增强，暗示生长素可能参与ABA调节的气孔关闭过程。另外我们发现该基因过表达材料中能够结合钙离子的基因较野生型有显著上调表达，且气孔中钙信号观察结果表明，该基因过表达材料的钙信号显著减弱，我们推测其气孔关闭功能异常可能与钙信号减弱有关。 综上，本文研究表明AtSAURX参与生长素介导的植物生长发育过程，同时可能负调控ABA诱导的气孔关闭作用，进而影响植物对逆境胁迫的响应。本文通过对拟南芥SAURX基因的功能研究，以期揭示生长素参与植物响应逆境胁迫的调节机制，有助于探索生长素与ABA信号交互作用的分子机制。