ABA在擬南芥體細胞胚胎發(fā)生過程中的功能研究.pdf

1、脫落酸（ABA）作為一種植物激素，在調節(jié)植物生長發(fā)育過程中起重要的作用，它可以影響胚胎形成、貯藏蛋白合成以及干旱耐受性等過程。植物體細胞胚胎發(fā)生是植物細胞潛能完全表達的一種方式，而且體細胞胚具有與合子胚相似的形態(tài)和生理學特性，因此體細胞胚胎發(fā)生過程被認為是研究合子胚發(fā)育過程的重要模型。研究體細胞胚胎發(fā)生與發(fā)育的機理對于揭示細胞全能性與研究合子胚的分化和發(fā)育具有重要意義。已經(jīng)有研究證明，生長素調控干細胞的再生從而誘導體細胞胚的產(chǎn)生。ABA

2、也被證明參與胡蘿卜體細胞胚的形成過程。然而，ABA在體細胞胚胎發(fā)生過程中起作用的分子機理研究卻鮮有報道。
　　 為了研究ABA在模式植物擬南芥體細胞胚胎發(fā)生過程中的作用機制，我們首先測定了誘導過程中胚性愈傷組織內源ABA水平的變化，然后觀察外源ABA的施加對體細胞胚再生的影響。此外，我們通過施加ABA合成抑制劑fluridone（FLU）和培養(yǎng)ABA合成突變體（aba2），揭示了ABA內源生物合成對愈傷組織胚性能力的獲得及體細胞

3、胚再生的調控作用。研究還發(fā)現(xiàn)，ABA能夠影響擬南芥體細胞胚胎發(fā)生過程中生長素的合成、極性運輸和分布。
　　 主要得到以下結論：
　　 （1）在擬南芥體細胞胚胎發(fā)生過程中，內源ABA的水平下降。
　　 我們檢測了體細胞胚胎發(fā)生過程中愈傷組織內源ABA水平的變化和ABA合成基因的表達模式。結果發(fā)現(xiàn)內源ABA的水平在體細胞胚再生過程中是逐漸下降的。同時，ABA合成基因在轉錄水平上的表達量也是逐漸下降的。以上結果說明，擬

4、南芥體細胞胚胎發(fā)生過程伴隨著內源ABA水平的不斷下降。
　　 （2）外源施加ABA對擬南芥體細胞胚胎發(fā)生起抑制作用
　　 為了研究ABA在擬南芥體細胞胚胎發(fā)生過程中的作用，外源施加不同濃度的ABA，發(fā)現(xiàn)隨著濃度的升高，體細胞胚的再生受到越來越嚴重的抑制。同時發(fā)現(xiàn)干細胞決定基因WUSCHEL（WUS）以及胚胎特征基因LEAFY COTYLEDON 1（LEC1）和LEAFY COTYLEDON 2（LEC2）在外源施加AB

5、A情況下表達水平也被抑制。以上結果說明，ABA通過抑制胚胎特征基因的表達而影響體細胞胚的再生。
　　 （3）阻斷內源ABA的生物合成影響體細胞胚的形成和發(fā)育
　　 通過施加不同濃度的ABA合成抑制劑FLU，阻斷ABA的合成途徑，體細胞胚的形成和發(fā)育均受到明顯的抑制。同時，WUS、LEC1和LEC2在外源施加FLU的情況下表達水平也均被下調。分析ABA合成突變體aba2誘導體細胞胚的表型，發(fā)現(xiàn)誘導產(chǎn)生體細胞胚的形態(tài)和數(shù)目與

6、野生型相比有明顯差異。
　　 （4）外源施加ABA與FLU對愈傷組織中生長素合成、極性運輸和分布的影響。
　　 外源施加ABA升高了生長素合成基因的表達水平，破壞了生長素的極性運輸和分布，造成生長素的過量積累，從而抑制了體細胞胚的再生。而外源施加FLU明顯抑制了生長素合成基因的表達，同時也影響了生長素的極性運輸和分布，并最終影響體細胞胚胎發(fā)生。因此，ABA通過影響愈傷組織中生長素的合成、運輸和極性分布從而調控體細胞胚的再