论文部分内容阅读
花药是植物的雄性生殖器官，是花粉发育的场所。对花药及花粉发育的研究具有重大的理论意义;植物雄性不育是作物杂种优势利用的重要途径，因此对花药及花粉发育的深入研究又有重要的应用价值。花粉发育依赖于双倍体孢子体细胞层尤其是绒毡层的支持。绒毡层由花药次级壁细胞分化而成，包围着小孢子，在小孢子释放，营养供给和花粉壁的形成等过程中至关重要。绒毡层的正常发育需要一些关键基因在时空上复杂而有序的调控。目前，在拟南芥中，已经有多个基因被报道形成了一条遗传通路来调控绒毡层发育。这些基因的突变都会导致绒毡层发育与功能障碍，从而使花粉败育不能产生，使植物雄性不育。DYT1编码一个bHLH家族的转录因子，是绒毡层早期发育的一个重要基因。在dyt1突变体中，绒毡层细胞在命运决定后，出现严重空泡化现象，丧失了生物学功能。虽然众多基因在dyt1突变体中表达量严重下调，但是，DYT1与下游基因的调控关系尚不明确。本论文中，我们1）构建了DYT1融合荧光蛋白的互补标签植株，对其在翻译水平上的表达进行了分析，发现DYT1蛋白在花药发育第5期开始至减数分裂时期，特异性地积累于绒毡层中，这与其转录水平并不是完全一致;2）通过染色质免疫共沉淀(ChIP)验证了DYT1对其下游的另一个绒毡层重要转录因子TDF1的直接调控关系;3）通过转基因rescue的方法，将TDF1置于DYT1启动子后，转入dyt1突变体中使其表达，发现在rescue植株中，处于DYT1下游的转录因子以及孢粉素合成相关基因能够恢复表达，组织化学染色表明rescue植株绒毡层中的孢粉素前体物质的合成也得以恢复。这些结果表明在花药发育中，DYT1可能通过TDF1执行其部分的生物学功能。然而，在rescue植株中，其绒毡层发育依然异常，暗示DYT1可能同时调控着其他影响着绒毡层发育的重要基因。