论文部分内容阅读
第一部分:::叶绿体是高等植物生长发育的关键细胞器,涉及到植物CO2的合成、碳骨架的形成以及脂肪酸、色素、氨基酸的合成等诸多功能。本论文通过EMS诱变筛选到一个叶绿体相关突变体sg1(slow green 1),其子叶绿色,新长出来的真叶为白色,随着植株的生长白色叶片逐渐变为苍绿色,经过约3周时间,叶片才逐渐变绿。透射电镜观察发现sg1突变体中前质体到叶绿体的发育过程变迟缓,导致植株延迟变绿。图位克隆发现SG1编码一个叶绿体定位的含有TPR(tetratricopeptide repeat-containing)结构域的蛋白。GUS染色和定量PCR检测发现SG1在植物组织中广泛表达,特别是幼嫩的绿色组织中表达较强,SG1表达还受光调控。对叶绿体发育相关三类基因表达进行定量PCR检测,结果表明sg1突变体中这三类基因表达平衡被扰乱;同时发现核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶大亚基(Rbc L)和小亚基(Rbc S)的含量在不同时期突变体叶片中明显不同,并且与它们的m RNA变化趋势并不一致。进一步分别构建sg1与gun1和gun4的双突变体,发现gun1和gun4可以部分恢复sg1突变体延迟变绿的表型,同时sg1中叶绿体相关基因表达被扰乱现象也被部分恢复。以上研究证明SG1对于叶绿体的发育是必需的。第二部分:PP1磷酸酶在植物生长发育过程中十分重要,但其很多功能还有待进一步阐明。本实验室基于topp4-1突变体的研究揭示了PP1家族成员TOPP4的一些重要功能。为了进一步研究TOPP4在植物生长发育中的功能,通过EMS二次诱变筛选topp4-1抑制子,其中2562 topp4-1株系能恢复topp4-1突变体植株矮化、叶片卷曲等表型,本论文对该抑制子和TOPP4的相关功能进行了研究。研究结果表明2562并不能影响TOPP4基因表达量和表达模式、蛋白含量和定位,所以推测2562恢复topp4-1突变体不是通过调控topp4-1本身的显性负效应,而可能是通过调控topp4-1介导的信号通路来实现的。2562和2562 topp4-1突变体对外源生长素反应基本正常;但2562对外源GA不敏感,并且其能部分恢复topp4-1对GA响应缺陷的表型。混合池全基因组测序和图位克隆的方法鉴定到2562基因编码一个新的功能未知的R蛋白。台盼蓝染色和定量PCR检测发现,2562 topp4-1双突变可以恢复topp4-1突变体中细胞死亡和PR基因表达上调的表型。我们还探索了topp4-1蛋白不同亚细胞定位对其功能的影响,将不同蛋白定位信号连接在topp4-1蛋白N端,转化野生型植株,发现只有细胞质定位的topp4-1转基因植株中有细胞死亡和PR基因上调现象。此外,mos3 topp4-1双突变植株较topp4-1更加矮小且不育,在topp4-1中超表达MOS3或在mos3中超表达TOPP4都不能影响突变体表型,据此推测TOPP4可能与MOS3位于平行信号通路。