论文部分内容阅读
茉莉酸是调控植物生长发育和抗性反应的重要因素。我们在筛选影响茉莉酸途径的突变体中，分离得到一个根系生长发育有明显变化，并且茉莉酸信号传导中抗性反应基因(Atvsp1，Thi2.1 et al)表达明显升高的T-DNA插入的突变体，命名为abnormal root development1(ard1)。遗传分析表明突变体ard1-1中组成性的茉莉酸反应必须依赖于COI1。苗期该突变体的表型主要表现为主根生长受到明显抑制和茉莉酸含量较野生型高，进一步研究分析表明突变体根分生组织中细胞分裂的减少造成了根短的表型。突变体ard1-1静止中心细胞的不正常分裂使得QC marker基因的表达扩展到了更多的细胞，如QC25、QC46和WOX5。正是QC细胞以及周围干细胞性质的不正确的确立导致了在突变体根分生组织内干细胞生境中的细胞大小和细胞排列的紊乱，也导致了内皮层细胞不正常的垂轴分裂和远端中央根冠细胞的累积。
遗传分析表明，ard1-1突变体表型由一个隐性单基因所控制。我们利用TAIL-PCR的方法得到了该突变基因，并通过互补实验进行了验证，说明ARD1基因内部的T-DNA插入造成了ard1-1的突变表型。ARD1编码一个未知功能的蛋白ARD1，ARD1蛋白特异的根分生组织内干细胞生境中表达。序列同源性分析表明ARD1和动物中一个硫肝素合成途径中的修饰酶HS6ST具有一定的一致性。利用TMHMM软件分析ARD1内部有两个疏水性的跨膜域，在PARD1-ARD1-GFP的转基因植物内，GFP荧光揭示ARD1的亚细胞定位可能位于液泡中。
突变体ard1-1与野生型比较，在胚胎各个时期的生长发育没有变化，并且DR5-GFP在根尖的表达模式和表达量都与野生型相同，这说明突变体的生长素合成和在根部的运输是正常的。但是ARD1的表达在根从分生区到伸长区的转化部分受生长素的诱导，体现了ARD1对生长素的响应和它在生长素介导的根的分生区生长发育中的作用。通过对三突变体ard1-1plt1-4plt2-2的表型分析说明ARD1在参与根分生组织的生长发育中的作用途径和转录因子PLT的作用途径是平行的。
另一方面，突变体ard1-1中SHR和SCR表达量的升高揭示了ARD1对转录因子SHR和SCR表达的潜在的调控作用。因此这也许是打开ARD1蛋白功能之谜的一个线索。