AGL80在调控拟南芥中央细胞细胞命运中的功能分析

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leeannie222
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被子植物的雌配子体发育一直是植物生殖领域研究的热点。拟南芥的雌配子体——胚囊的发育起始于大孢子母细胞,随后又经过了减数分裂、有丝分裂以及细胞分化等一系列生物学过程最终发育为成熟的雌配子体。成熟的胚囊里有四种类型的细胞,分别是位于珠孔端的两个助细胞和一个卵细胞、位于合点端的三个反足细胞和处于胚囊中央位置的中央细胞。近些年来,人们对于胚囊里这四种细胞的命运决定机制的研究从未间断,越来越多的调控胚囊发育和细胞分化的基因被鉴定出来。但是对于胚囊内中央细胞的命运决定机制的研究一直没有进展。  我们关注了一个已经报道的在中央细胞特异表达的基因AGL80。我们前期的工作发现,几个在中央细胞特异表达的富含半胱氨酸的小肽类基因(Cysteine-rich peptide,CRP)在agl80突变体胚囊内的表达量显著下调,而且体内受精实验分析后发现agl80突变体的中央细胞失去了受精能力,这些结果说明agl80突变体的中央细胞发育不正常。人们前期的研究发现,与AGL80互作的AGL61的突变体的中央细胞表达了助细胞和反足细胞特异的基因,提示AGL80可能调控了中央细胞的命运。我们通过观察胚囊内不同类型细胞的分子标记基因在agl80突变体的表达情况后,发现其中央细胞也表达了助细胞和反足细胞特异的基因。对AGL80蛋白的氨基酸序列分析后发现,其C端含有一个EAR motif,而且通过酵母双杂交和拟南芥原生质体Co-IP实验证明了AGL80能够跟转录共抑制因子TOPLESS家族发生互作,并且用含有EAR motif突变的蛋白AGL80m无法互补突变体,这些结果提示AGL80可能是一个转录抑制因子。于是我们将AGL80异位表达到野生型胚囊的助细胞,发现转基因植株出现了败育及花粉管导向缺陷的表型。再结合之前观察到的agl80突变体的中央细胞表达了助细胞特异基因MYB98这一结果,我们认为异位表达于助细胞的AGL80可能抑制了MYB98的转录进而影响了花粉管导向过程。通过提取这些纯合转基因植株去雄后24小时的雌蕊RNA并进行实时荧光定量PCR检测后发现,MYB98的表达量出现了显著地下调。同时,DNA凝胶迁移实验结果证明了AGL80能够直接结合MYB98基因的启动子。除此之外,我们提取了agl80纯合突变体和野生型的胚珠总RNA并做了转录组测序分析,找到了132个显著下调的基因和41个显著上调的基因,其中CRP类基因占了较大比重,对这些基因的进一步分析将给我们的研究带来启迪。  综上所述,我们认为AGL80主要是通过抑制助细胞和反足细胞特异基因在中央细胞的表达来维持中央细胞的命运的。
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