论文部分内容阅读
胚胎发生是被子植物生命周期中的重要环节。近年来,人们通过各种遗传筛选获得了大量胚胎发育缺陷突变体,并且克隆了许多重要的基因;与此同时,植物体细胞胚胎发生及其机理的研究也不断深入。尽管如此,人们对胚胎发生过程中细胞命运决定、细胞分化和胚胎模式建成等过程的了解仍很有限。我们的研究表明,拟南芥EMB2729基因影响了细胞分化和器官发生,在胚胎发生和地上部分的发育过程中起着重要作用;而过量表达PGA37/MYB118及其同源基因MYB115可以促进体细胞向胚性细胞的转变。
EMB2729基因编码一个叶绿体定位的推测的糖苷水解酶13家族蛋白,主要在胚胎以及幼嫩组织和器官中表达。弱等位突变体emb2729-1萌发后子叶变绿较慢,真叶出现较晚,叶片和花器官严重畸形,且幼苗早期形态建成需要外源糖源。暗示了EMB2729可能参与了细胞和器官的分化。外植体再生实验进一步证明了这一猜测,emb2729-1外植体可以正常分裂,但后期分化较慢,甚至不能分化。虽然emb2729-1突变体完全可育,但是EMB2729完全丧失功能后,严重影响了拟南芥胚胎维管束和分生组织的分化,胚胎发育停滞在心形胚晚期。另外,EMB2729基因过量表达植物呈现花斑叶表型。这些结果暗示,EMB2729基因可能通过调控质体的分裂和/或分化而在植物生长和发育过程中起着重要的作用。
植物细胞命运的决定一直是人们感兴趣的问题。PGA37的功能获得性突变能够逆转体细胞的命运,促进其向胚性细胞转变,并最终产生大量体细胞胚胎。该基因编码一个R2R3类MYB转录因子MYB118,主要在胚胎和胚乳中表达。有趣的是,PGA37是LEC1的正调控因子,在PGA37表达后数小时内就可以检测到LEC1的异位表达。除此之外,pga37在萌发后维持了胚胎的特性,在幼苗中脂肪酸异常积累,并且导致绿根的形成。遗传分析表明,PGA37独立于PGA6/WUS而起作用。PGA37的同源基因MYB115过量表达后,产生类似于pga37的表型。在我们的实验条件下,无论是myb115和myb118的单突变体还是双突变体都无任何可见表型。
以上结果表明,PGA37/MYB118和MYB115基因促进了体细胞向胚性细胞的转变,并且该过程不需要WUS的参与。