论文部分内容阅读
油菜素内酯(BRs)是一类在植物生长发育中具有重要功能的激素，它能够调节植物生长发育的多个方面。虽然油菜素内酯的信号转导通路已经有了清晰的轮廓，然而它是如何具体调节植物生长发育的过程到目前为止还不清楚。BZR1是BR信号转导通路中一个重要的转录因子，它的功能获得性突变体bzr1-1D能够恢复BR的缺失突变体det2和BR受体缺陷突变体bri1表型。为了研究BR是如何调节植物生长的过程，我们选择了BZR1的直接靶基因中的转录因子进行研究。根据BZR1的直接靶基因在进化树中是否成簇分布，在生物芯片实验中是否受到BR的调节，在eFP网站中显示的表达模式和与BR功能相关的基因的共表达情况，以及根据已有报道和其同源基因的功能所推测的功能等原则我们从GRAS家族、ERF家族、HD-ZipⅡ家族和NAC家族中选择了20个基因进行功能的研究。 因为我们所选择的基因都有多个相似性较高的同源基因，为了在研究中避免由功能冗余所造成的基因缺失后不能引起表型的问题，我们选择了通过对所选基因进行过表达分析，或显性抑制子分析来来研究其功能。研究结果发现过表达SCL3, SCL7, ERF17, ERF95, HAT22, HAT3, NAC034/035, NAC036, NAC074,NAC005的转基因植株和ERF49的显性抑制子的转基因植株都变现出了明显的表型。进一步研究发现SCL3是一个受到GA和BR共同调节的基因，且BR能够促进GA对它的下调。SCL3的过表达植株与同期的Col相比，其叶片变的狭长，根较长。因此，SCL3是一个能够调节拟南芥根发育的基因，这与其同源基因LAS相似。此外，SCL3还能够反馈调节BR和GA的合成。在研究SCL30的功能时，我们意外发现一个T-DNA插入突变体SCL11(+/-)表现出果荚缩短，种子数目减少等表型。通过遗传学分析发现它是一个配子致死的突变体。通过花粉活性检测和SEM分析发现，突变体的花粉中有50％是发育畸形的。 NAC005是植物特异的转录因子NAC家族中的一员。研究发现它是一个在拟南芥各个组织中都有表达的基因，且它在木质部的表达量较高。对其亚细胞定位分析发现它是一个定位于细胞膜上的蛋白。NAC005蛋白的C端对于它的定位起到重要的作用，当把NAC005的C端90个氨基酸去掉后，它在细胞核中大量积累，并且不能在细胞膜中积累。通过检测BR瞬时处理后的BR的合成缺陷突变体det2或检测Col，det2和bzr1-1D中NAC005的表达水平以及染色体免疫共沉淀后检测NAC005的富集发现，NAC005是一个表达受BR调节的BZR1的直接靶基因。NAC005过表达的转基因植株表现出矮化，育性下降，果荚与茎秆的角度增大等表型。为了研究NAC005与维管束发育的关系，我们检测了在NAC005转基因植株中与韧皮部、形成层和木质素合成相关的标记基因的表达情况，结果显示与韧皮部和形成层发育相关的基因表达受到下调，与初生细胞壁形成相关的纤维素合成基因的表达受到抑制，与次生细胞壁形成相关的纤维素合成基因的表达受到诱导;通过半薄切片观察转基因植株的茎后发现NAC005过表达后影响了拟南芥的维管束发育，无论是韧皮部、形成层还是木质部的形状均不规则。