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第一部分:
编码富含WG/GW重复序列蛋白的拟南芥SPT6L基因调控胚胎基-顶轴极性的建立
在真核生物中,一些由富含色氨酸/甘氨酸或甘氨酸/色氨酸(WG/GW)重复序列的蛋白能够结合ARGONAUTE(AGO)家族蛋白并在RNA介导的基因沉默中发挥功能。这种(WG/GW)基序也被称为AGO钩(hook),生物信息学分析表明拟南芥基因组也编码多个WG/GW蛋白,但这些蛋白在植物生长发育中的作用尚不清楚。本研究发现一个C端富含WG/GW重复序列的蛋白编码基因—Suppressor of Ty iinsertion6-like(SPT6L)在拟南芥胚胎发育过程起着至关重要的作用。生物信息学分析显示SPT6L在维管植物中氨基酸序列保守,不同维管植物的SPT6L蛋白的C末端含有数目不等的WG/GW重复序列。拟南芥spt6l突变体在胚胎发育早期顶部一基部轴向(apical-basal axis)不能正确建立,胚胎项部膨大而基部分化有缺陷,导致胚胎致死。原位杂交分析表明HD-ZIP111基因家族成员PHABULOSA(PHB)和PHA VOL UTA(PHIl)在spt6l胚胎中异位表达,而与HD-ZIPⅢ基因功能相拮抗、特化胚胎基部细胞命运的PLETHORAl(PLTl)基因的表达强烈下调。遗传分析发现phb phv双突变不仅能在spt6l突变体背景下部分回复胚胎基部的异常发育表型,而且还能一定程度地回复PLT1的表达。综上所述,我们认为SPT6L至少部分通过控制HD-ZIPⅢ基因的表达来调控胚胎顶部一基部轴向的建立。
第二部分:
拟南芥TOUSLED激酶通过负调控叶片细胞的增殖来调节叶极性的建成
叶极性的建立是叶发育过程中的关键事件之一。研究表明正常的细胞增殖对于叶片近-远轴面的极性建成是必须的,而拟南芥26S蛋白酶体至少部分通过促进细胞增殖来调控叶极性的建成。本研究报道拟南芥丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸激酶TOUSLED(TSL)基因的突变可以部分回复26S蛋白酶体RPN8a亚基突变体ae3(asymmetric leavesl/2 enhancer3)和as1的双突变体的叶极性发育的缺陷。已有报道证明TSL蛋白可以与组蛋白分子伴侣ASF1直接互作,我们研究发现拟南芥tsl单突变体与asflaasfl6双突变体具有相似的叶发育表型,且TSL和ASFl突变后都导致叶片中细胞的数目增多同时体积变小。细胞周期标志基因CYCB1;1和H4的表达分析发现TSL突变后叶片细胞的分裂增强,而叶片生长曲线和细胞倍性分析表明TSL和ASF1突变后导致叶发育过程中细胞分裂的持续时间延长,暗示TSL和ASF1至少部分在同一遗传途径上负调控叶片细胞的增殖。因而,TSL至少部分通过控制叶发育过程中细胞分裂的持续时间,负调控叶片细胞的增殖来调节叶极性的建成。