【摘 要】
：
根是植物从土壤中吸收水分和营养物质的重要器官,根系的发育情况直接决定植株的生长发育状态。DC1蛋白是一类富含半胱氨酸和组氨酸的锌指蛋白,是一类分布广泛、功能多样的蛋白,主要参与植物盐、干旱、光、氧化等多种非生物胁迫的应答反应,也参与调控植物多个时期的生长发育。拟南芥DC1蛋白家族拥有近150个成员,但其功能及作用机制目前尚不清楚,为揭示这一类蛋白在根发育中的功能,我们从该家族中遴选了一个在根中优势
论文部分内容阅读
根是植物从土壤中吸收水分和营养物质的重要器官,根系的发育情况直接决定植株的生长发育状态。DC1蛋白是一类富含半胱氨酸和组氨酸的锌指蛋白,是一类分布广泛、功能多样的蛋白,主要参与植物盐、干旱、光、氧化等多种非生物胁迫的应答反应,也参与调控植物多个时期的生长发育。拟南芥DC1蛋白家族拥有近150个成员,但其功能及作用机制目前尚不清楚,为揭示这一类蛋白在根发育中的功能,我们从该家族中遴选了一个在根中优势表达的DC1基因,命名为AtDC1-1。AtDC1-1在根分生区和伸长区间的过渡区优势表达,可能参与调控根分生区和根伸长区细胞的分裂和分化。本文主要研究AtDC1-1基因在拟南芥初生根发育中的功能及其调控网络,结果如下:1、AtDC1-1启动子活性分析为了分析AtDC1-1启动子活性,克隆了AtDC1-1基因长度为4034bp的启动子序列并构建pG2NBL-AtDC1-1p::ERYFP启动子活性检测表达载体,转化拟南芥,逐代筛选得到转基因拟南芥纯合体。在共聚焦显微镜下观察经PI染色垂直培养5 DPG拟南芥根长发现,该启动子在根分生区向伸长区过渡区域的表皮细胞和皮层细胞中活性很高,在根冠细胞中亦有较高活性。2、dc1-1突变体表型分析对AtDC1-1基因的3个T-DNA插入纯合突变体（dc1-1a、dc1-1b、dc1-1c）的表型观察发现,与野生型相比,这些突变体都不同程度地表现出短根,根发育滞后的表型,其中dc1-1b突变体表型最为突出,5 DPG的dc1-1b的主根长度仅为野生型的2/3。进一步观察发现,突变体根分生区长度较野生型短,细胞数量显著少于野生型。突变体根伸长区亦变短,但伸长区细胞数量与野生型没有明显差异,主要由细胞长度变短引起。上述结果表明AtDC1-1基因的敲除可能导致细胞分化速度大于细胞分裂速度,使植株主根发育滞后。3、AtDC1-1过量表达转基因拟南芥表型分析我们构建了 pK7CWG2-AtDC1-1过量表达载体并转化拟南芥,获得了多个AtDC1-1过量表达转基因拟南芥株系。与野生型相比,AtDC1-1过量表达转基因植株生长较快,主根长度明显高于野生型。其分生区长度明显增加,细胞数目显著增多,但其伸长区长度略短于野生型,细胞长度也较野生型短,表明AtDC1-1基因过量表达能促进细胞分裂。4、RNA-Seq分析dc1-1b突变体5 DPG根中差异表达基因为揭示AtDC1-1参与根发育的作用机制,我们利用RNA-Seq技术分析了野生型与dc1-1b突变体5 DPG根中差异表达基因。转录组测序结果显示,在dc1-1b突变体中有23个基因表达明显上调,61个基因表达明显下调。在表达上调的基因中,有两个与细胞分裂素降解代谢有关的基因,CKX3和UGT85A1,其转录本明显高于野生型。此外,CRF4、CRF3及ARR3三个负调控细胞分裂素（CK）反应的基因的表达量也明显增加。由此推测,AtDC1-1蛋白的缺失可能导致CK降解,根尖CK水平下降;同时,AtDC1-1蛋白的缺失还可能抑制下游的CK反应,两方面的影响使植株根发育出现CK缺乏的表型,即细胞分裂、分化失衡,根发育受阻。5、AtDC1-1上游调控因子及其互作蛋白的筛选鉴定为了分析AtDC1-1参与拟南芥根发育的基因调控网络,我们利用酵母单杂交和酵母双杂交技术筛选拟南芥转录因子文库,分离获得了三个能与AtDC1-1启动子结合的转录因子,分别是CBF4、CBF1、AtHB31。同时,还筛选鉴定了四个与AtDC1-1的互作蛋白,分别是 IAA27、SINAT4、ZML2、MYB-L,其中,ZML2（ZIM-like 2）属于GATA Ⅲ亚家族,与锌指蛋白家族结构类似,已有研究报导ZML2参与根发育调控,推测ZML2可能与AtDC1-1共同发挥作用影响植物的生长发育。6、AtDC1-1参与拟南芥盐胁迫应答功能研究为研究AtDC1-1是否参与拟南芥非生物胁迫应答,我们对dc1-1突变体和过量表达转基因植株进行ABA、高盐及甘露醇等胁迫处理。结果显示,dc1-1b突变体对高盐处理比较敏感,而过量表达转基因植株对盐不敏感,具有较强的盐耐受性。表明AtDCl-1参与植株盐胁迫应答。转录组数据亦显示很多已知的盐胁迫应答基因如AZF2、Z4T10等基因在dc1-1b突变体中表达量较低。qRT-PCR结果显示在盐处理条件下,过量表达植株中AZF2、ZAT10等基因显著上调,上升的幅度明显高于野生型,而在突变体中这些基因的表达亦略上调,但明显低于野生型。以上结果表明AtDC1-1参与了拟南芥盐胁迫应答,过量表达该基因能增强植株对盐的耐受性。
其他文献
我国是一个矿业大国,近年来,随着我国经济发展的加快,矿产资源型城市在长期的开发过程中逐步面临枯竭,产生大量的矿业废弃地,造成生态环境破坏、土地资源浪费及社会问题加剧等弊端。风景园林设计作为涵盖艺术、生态、社会等学科的技术手段,已逐渐成为我国矿业废弃地再生修复的重要方式之一。随着人们生态文明意识的加强,郊野公园已经成为平衡城乡发展、适应社会需求以及促进国家生态文明建设的重要措施,为城市居民短期游憩和
昆虫先天免疫是其抵御病原微生物入侵的重要免疫防线。先天免疫主要是由体液免疫（Humoral immunity）和细胞免疫（Cellular immunity）组成,Toll-Spatzle 和Imd（Immune Deficency）信号通路是体液免疫的重要组成部分,调控免疫效应基因包括抗菌肽基因的表达。昆虫可以识别不同病原微生物的侵染从而激活Toll和Imd信号通路,这种非我识别（Non-sel
循证临床实践指南的制订是一项复杂且需多学科团队合作的系统工程。常规的循证临床实践指南通常制订时间较长、更新较慢,严重影响了临床指南的有效使用及最新临床研究证据向实践的有效转化。MAGIC（making GRADE the irresistible choice）是快速制订与传播高质量临床推荐意见的新兴方法体系。MAGIC通过指南推荐快速制订方法体系快速生产可信的推荐意见,以确保临床实践指南制订的科
植物病害严重影响植物的生长发育,植物在与这些病害的长期互作中进化出复杂的防御系统。近年来,人们对参与植物病原防御反应的信号通路有较多研究,但植物免疫防御系统错综复杂,我们所了解的仍是冰山一角,因此对植物抗逆境反应的研究任重而道远,本论文研究了一个功能未知基因（暂命名APEL1）在拟南芥病原反应中的功能。在论文的前期研究中,对EMS诱变获得的突变体apel1（编号p13h09）进行了突变位点鉴定、A
在对抗肿瘤的新疗法中,免疫疗法仍然是最有前途的疗法之一。随着免疫疗法的不断发展,通过将其与化学疗法/放射疗法协同使用或单独使用,能有效抑制肿瘤的生长甚至杀死肿瘤细胞。相较于正常细胞,肿瘤细胞表面通常表达异常的糖基化,这为开发用于癌症免疫疗法的抗肿瘤糖疫苗提供了合适的靶标。然而,肿瘤相关糖抗原的弱免疫原性是影响肿瘤相关糖疫苗在临床中使用的主要因素。本文分为两部分:第一部分是基于肿瘤相关糖抗原Tn的基
通常情况下,爆轰纳米金刚石内层为金刚石层（sp3杂化碳）,表层包覆着一层石墨、无定形碳（sp2杂化碳）。纳米金刚石因其具有较高的sp3/sp2碳比率而在许多应用中发挥着重要的作用。因此,本文探究了一种用高氯酸（HClO4）采取一步法在常压下玻璃容器内氧化纳米金刚石的方法,并深入研究了反应温度、反应时间两种因素对纳米金刚石纯化氧化的影响。首先利用X-射线衍射（XRD）和激光拉曼光谱（Raman）对不
有机磷化合物不仅是许多功能材料和生物活性精细化学品（如农用化学品,药物和天然产物）中的重要组成部分,而且还可作为有机合成中的合成试剂,过渡金属催化中的通用膦配体或亲核有机催化剂。磷杂异香豆素作为异香豆素的含磷类似物,具有潜在的生物活性。因此,磷杂异香豆素的合成一直受到合成化学家的广泛关注。在本论文中,我们采用光氧化还原/钴催化共催化体系,实现了一系列磷杂异香豆素类化合物的合成。首先,我们采用二苯基
龙感湖湿地自然保护区是长江中下游地区重要的淡水湖泊湿地,许多国家级保护动物和珍稀鸟类在此生存繁衍。自2016年来,保护区出现生态系统退化现象,为了解其生态现状,本研究以保护区水生态系统为对象进行了年度调查,内容包括水质、水生植被、浮游动植物、鱼类等方面,综合以上内容,分析归纳其中的关键问题,主要结果如下:1.龙感湖湿地自然保护区全年水质呈中度富营养化。TN、TP、Chl.a、SS浓度分别达 1.7
蓝藻水华是富营养化湖泊常见的生态灾害,蓝藻水华优势种更替是一种常见的现象,但其驱动因素尚不清楚。以洱海为例,据报道洱海的水华优势种/属在1950-2013年间发生了从束丝藻属-鱼腥藻属-微囊藻属的演替,由于缺乏长时间、连续的历史观测数据和生态调查文献,对于像洱海这种水质良好条件（Ⅱ-Ⅲ类）下蓝藻水华的发生以及水华蓝藻优势种/属演替机制尚不明确。为了解其演替过程及其驱动因素,本研究采用古湖沼学方法结
芹菜夜蛾是一种重要农业害虫,危害多种重要粮食作物和蔬菜。芹菜夜蛾核多角体病毒（Anagrapha falcifera nucleopolyhedrovirus,AnfaNPV）是芹菜夜蛾的病原体和天然生态控制因子。前期对AnfaNPV部分基因序列的分析结果显示,AnfaNPV与α-杆状病毒属Ⅰ组的薄荷灰夜蛾核型多角体病毒（Rachiplusia ou multiple nucleo-polyhed