【摘 要】
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拟南芥作为双子叶模式植物,基因组小,自花受粉,基因高度纯合,突变体材料易得,是遗传学研究的好材料。拟南芥主根结构简单,纵轴上分为分生区,伸长区和成熟区;横轴上看是一个封闭式辐射状结构,从外而里是单层排列的表皮,皮层,内皮层和中柱。随着根的成熟会形成中间皮层MC(middle cortex)。MC形成受许多基因调控,如SCR,SHR,SCL3;以及激素调控,如生长素,赤霉素等。本研究通过考察突变体s
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拟南芥作为双子叶模式植物,基因组小,自花受粉,基因高度纯合,突变体材料易得,是遗传学研究的好材料。拟南芥主根结构简单,纵轴上分为分生区,伸长区和成熟区;横轴上看是一个封闭式辐射状结构,从外而里是单层排列的表皮,皮层,内皮层和中柱。随着根的成熟会形成中间皮层MC(middle cortex)。MC形成受许多基因调控,如SCR,SHR,SCL3;以及激素调控,如生长素,赤霉素等。本研究通过考察突变体seu表型来阐述SEUSS基因在拟南芥根发育中发挥的功能。SEUSS功能缺失后拟南芥主根纵轴和横轴结构都发生改变,纵轴上是分生区的变大,横轴上是内皮层中有MC形成。本论文主要研究结果如下:1.seu突变体主根变长在于分生区细胞分裂增加。2.pSEU::GUS/GFP和pSEU::SEU:GFP表明SUUSS在拟南芥主根根尖广泛表达,其转录表达受生长素诱导,赤霉素抑制以及PAC诱导表达。3.seu 突变体中 QC46,WOX5::GUS,pPLT2::PLT2:EGFP,pPLT3::ERCFP以及seu突变体QC细胞中SCR,SHR表达量下降表明SEUSS可以正调控QC及周围干细胞的活性。4.seu突变体根尖尤其是QC细胞中DR5::GUS/GFP表达量下降,说明seu突变体QC活性的降低可能与其生长素含量降低有关。seu突变体根尖PIN1,PIN2,PIN3,PIN4表达量下降说明seu突变体根尖生长素运输能力下降。seu突变体对外源生长素的敏感度弱于野生型,说明SEUSS作用于生长素信号途径。5.与野生型相比,seu突变体MC发生时间早且发生频率高,相反,过量表达SEUSS可以延滞MC出现时间和发生频率。特异在内皮层表达的SCR启动子驱动SEU-CDS或者SEU-RNAi表达,结果显示pSCR::SEU-CDS中MC发生频率低于野生型,而pSCR::SEU-RNAi可以模拟seu突变体中MC表型。这些结果说明,SUSS是以细胞自主的方式调控MC发生时间和频率。6.seu 突变体中pSCR::H2BYFP,pSHR::H2BYFP,pSHR::SHR:GFP,pSCL3::GUS,pSCL3::CL3:GFP表达量下降,说明SEUSS正调控SCR,SHR,SCL3。双突变体shr-2/seu中MC表型与shr-2 一样均无MC形成,说明SHR是MC形成必不可缺的调节因子。双突变体scr-3/seu中MC发生频率强于单突变体seu和scr-3,说明SCR和SEUSS均参与MC形成。双突变体scl-3/seu中MC发生频率与单突变体seu相似,说明SCL3在MC表型方面位于SEUSS的下游。上述结果表明SEUSS与SCR,,SHR,SCL3在遗传上存在着相互作用。酵母单杂和CHIP-qPCR证明SEUSS可以结合在SCR,SHR,SCL3启动子上,说明SEUSS可以和SCR,SHR,SCL3直接作用调控MC形成。7.双突变体rbr-RNAi/seu,jkd-4/seu中MC发生频率高于单突变体rbr-RNAi,jkd-4,seu,表明SEUSS与RBR,JKD均参与调控MC形成。8.SEUSS与SCL3一样受GA3抑制,受PAC或者GA1功能缺失后的诱导表达。然而,GA3不能再抑制seu-3突变体中SCL3表达,seu-3突变体PAC处理下SCL3的诱导表达受到缓解,这些结果表明受GA调控的SCL3表达受SEUSS的调控。DELLA在seu-3突变体根尖中下调表达,在35S::SEU根尖中上调表达,说明SEUSS可以通过GA信号调控SCL3表达。
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