擬南芥根毛異常突變體rhm的相關(guān)表型分析及其基因克隆.pdf

1、植物根系是一個(gè)重要的農(nóng)藝性狀，植物形成理想根系的能力對(duì)于植物適應(yīng)環(huán)境脅迫和生存具有極其重要的意義。植物根系的形態(tài)結(jié)構(gòu)事實(shí)上是一個(gè)“感知系統(tǒng)”。面對(duì)各種各樣的生物因素和非生物因素影響，植物根系能表現(xiàn)出驚人的可塑性。對(duì)植物根系的可塑性進(jìn)行研究對(duì)于提高植物的養(yǎng)分和水分利用效率具有重要意義。近年來人們對(duì)植物根系發(fā)育可塑性的分子機(jī)制研究取得了一些突破性進(jìn)展，但對(duì)其中的遺傳因素和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑不太清楚。因此，本研究通過篩選獲得根系發(fā)育相關(guān)突變體材料，

2、找出相應(yīng)的突變基因，從而進(jìn)一步研究根系形態(tài)建成的機(jī)制。
　　 本實(shí)驗(yàn)的根毛發(fā)育異常突變體材料由課題組提供，該突變體通過0.3％乙酰甲基磺酸(EMS)誘變，然后通過篩選獲得。由于剛開始觀察到突變體根毛多的現(xiàn)象，于是被命名為rhm。
　　 本研究以生態(tài)型col0為對(duì)照材料，對(duì)突變體進(jìn)行一系列的表型鑒定，觀察它們?cè)谏L發(fā)育方面的差異。與對(duì)照相比，突變體植株矮小；抽薹晚十天左右；果頰長度大約是對(duì)照的70％；最終結(jié)實(shí)量是對(duì)照的一半

3、左右。在鈉鹽、甘露醇、蔗糖及水楊酸的滲透脅迫處理下，突變體rhm主根生長受到抑制。尤其在100mMNaCl條件下，野生型主根伸長是突變體的20倍左右，突變體主根伸長生長幾乎完全抑制；在250mMMan條件下，野生型主根伸長大約是突變體的6倍。在過氧化氫的氧化脅迫下，突變體側(cè)根及不定根減少。同時(shí)種子萌發(fā)在脫落酸、甘露醇及氯化鈉處理下也有明顯的表型，表現(xiàn)為對(duì)脫落酸不敏感，對(duì)甘露醇和氯化鈉敏感。
　　 經(jīng)遺傳試驗(yàn)確定為單基因隱性遺傳突

4、變體。通過圖位克隆技術(shù)，將突變位點(diǎn)定位在第四條染色體下端的F19F18BAC上，然后經(jīng)測(cè)序發(fā)現(xiàn)該突變體在ShortRoot基因(SHR)上第1136位處堿基發(fā)生了突變，由G變?yōu)锳。對(duì)蛋白質(zhì)序列生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，該處GAA變成了AAA，由谷氨酸變?yōu)橘嚢彼?。因此推測(cè)：該處堿基的突變?cè)斐稍幋a氨基酸序列發(fā)生了改變，從而使原編碼蛋白質(zhì)發(fā)生突變，從而引發(fā)植物體一系列生理生化的改變，最終導(dǎo)致rhm突變體根毛發(fā)育異常以及其他一系列異常表型現(xiàn)象。

5、r>　　 先前的研究證明SHR參與根部形態(tài)建成過程[1]。目前已知SHR是參與根輻射形態(tài)建成直接相關(guān)的重要調(diào)控因子，同時(shí)也參與維持根尖分生組織的活性[2]。SHR既作為轉(zhuǎn)錄因子啟動(dòng)下游基因的表達(dá)，又作為短程信號(hào)調(diào)節(jié)根系形態(tài)建成的發(fā)育[3]。但由于調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，具體的信號(hào)通路還沒有得到充分的了解。
　　 關(guān)于SHR基因已有很多報(bào)道，但rhm突變體的研究有可能會(huì)進(jìn)一步豐富SHR基因的研究工作，同時(shí)豐富根系形態(tài)建成調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的研究