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文檔簡介
1、脫落酸(ABA)作為一種植物激素,在調(diào)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(xì)胞胚胎發(fā)生是植物細(xì)胞潛能完全表達(dá)的一種方式,而且體細(xì)胞胚具有與合子胚相似的形態(tài)和生理學(xué)特性,因此體細(xì)胞胚胎發(fā)生過程被認(rèn)為是研究合子胚發(fā)育過程的重要模型。研究體細(xì)胞胚胎發(fā)生與發(fā)育的機(jī)理對(duì)于揭示細(xì)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(diào)控干細(xì)胞的再生從而誘導(dǎo)體細(xì)胞胚的產(chǎn)生。ABA
2、也被證明參與胡蘿卜體細(xì)胞胚的形成過程。然而,ABA在體細(xì)胞胚胎發(fā)生過程中起作用的分子機(jī)理研究卻鮮有報(bào)道。
為了研究ABA在模式植物擬南芥體細(xì)胞胚胎發(fā)生過程中的作用機(jī)制,我們首先測定了誘導(dǎo)過程中胚性愈傷組織內(nèi)源ABA水平的變化,然后觀察外源ABA的施加對(duì)體細(xì)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(nèi)源生物合成對(duì)愈傷組織胚性能力的獲得及體細(xì)胞
3、胚再生的調(diào)控作用。研究還發(fā)現(xiàn),ABA能夠影響擬南芥體細(xì)胞胚胎發(fā)生過程中生長素的合成、極性運(yùn)輸和分布。
主要得到以下結(jié)論:
(1)在擬南芥體細(xì)胞胚胎發(fā)生過程中,內(nèi)源ABA的水平下降。
我們檢測了體細(xì)胞胚胎發(fā)生過程中愈傷組織內(nèi)源ABA水平的變化和ABA合成基因的表達(dá)模式。結(jié)果發(fā)現(xiàn)內(nèi)源ABA的水平在體細(xì)胞胚再生過程中是逐漸下降的。同時(shí),ABA合成基因在轉(zhuǎn)錄水平上的表達(dá)量也是逐漸下降的。以上結(jié)果說明,擬
4、南芥體細(xì)胞胚胎發(fā)生過程伴隨著內(nèi)源ABA水平的不斷下降。
(2)外源施加ABA對(duì)擬南芥體細(xì)胞胚胎發(fā)生起抑制作用
為了研究ABA在擬南芥體細(xì)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(xì)胞胚的再生受到越來越嚴(yán)重的抑制。同時(shí)發(fā)現(xiàn)干細(xì)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(dá)水平也被抑制。以上結(jié)果說明,ABA通過抑制胚胎特征基因的表達(dá)而影響體細(xì)胞胚的再生。
(3)阻斷內(nèi)源ABA的生物合成影響體細(xì)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(xì)胞胚的形成和發(fā)育均受到明顯的抑制。同時(shí),WUS、LEC1和LEC2在外源施加FLU的情況下表達(dá)水平也均被下調(diào)。分析ABA合成突變體aba2誘導(dǎo)體細(xì)胞胚的表型,發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)產(chǎn)生體細(xì)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(duì)愈傷組織中生長素合成、極性運(yùn)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(dá)水平,破壞了生長素的極性運(yùn)輸和分布,造成生長素的過量積累,從而抑制了體細(xì)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(dá),同時(shí)也影響了生長素的極性運(yùn)輸和分布,并最終影響體細(xì)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(yùn)輸和極性分布從而調(diào)控體細(xì)胞胚的再
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