擬南芥LecRK-8A基因調(diào)控種子大小分子機理研究.pdf

1、類受體蛋白激酶(RLK)是植物感受并傳遞胞外信號至胞內(nèi)的重要蛋白，在植物生長發(fā)育及生物和非生物脅迫應(yīng)答方面具有不可代替的功能。其中的凝集素類受體激酶(LecRK）家族在植物免疫、逆境脅迫應(yīng)答和激素應(yīng)答等方面扮演關(guān)鍵角色，其中個別成員參與花粉發(fā)育過程表明 LecRK家族成員在植物發(fā)育過程中也有潛在功能。LecRK-8A作為該家族的成員，具有該家族典型的跨膜域和信號肽，預(yù)示著其定位在細(xì)胞膜上；eFP結(jié)果顯示LecRK-8A在種子發(fā)育第6-7

2、階段的種皮中高表達(dá)，說明 LecRK-8A在種子發(fā)育過程中有潛在功能。種子發(fā)育成熟是胚、胚乳和種皮發(fā)育的綜合結(jié)果，任何組織發(fā)育異常均會影響種子的形態(tài)結(jié)構(gòu)或營養(yǎng)成分變化，這些組織的發(fā)育受油菜素內(nèi)酯（BR）、脫落酸（ABA）、細(xì)胞分裂素（CTK）、生長素（IAA）等植物激素的影響，并且也受泛素化過程及其他途徑的調(diào)控。通過比較 LecRK-8A缺失突變體及過表達(dá)株系種子與野生型的差異，發(fā)現(xiàn)LecRK-8A缺失突變體種子變小而過表達(dá)株系種子變大

3、，顯示LecRK-8A在種子發(fā)育中扮演重要角色。利用微分相差顯微鏡觀察不同發(fā)育時期的種子，結(jié)果顯示LecRK-8A在球形胚之前已開始影響種子發(fā)育；缺失突變體與野生型進行正反交獲得種子的大小與母本相似，說明 LecRK-8A是在種皮中表達(dá)，并通過母本基因組表達(dá)調(diào)控種子發(fā)育過程。為了分析LecRK-8A亞細(xì)胞定位及表達(dá)模式，構(gòu)建了35S::LecRK-8A-GFP瞬時表達(dá)載體及Pro LecRK-8A::GUS載體。同時分析缺失突變體和野生

4、型第6-7階段果莢中與種子發(fā)育相關(guān)基因的表達(dá)，發(fā)現(xiàn) LecRK-8A獨立于IKU1和SHB1途徑促進 MINI3表達(dá)影響種子發(fā)育，同時抑制 AP2的表達(dá)。LecRK-8A基因表達(dá)受外源 ABA抑制，促進高鹽脅迫條件下種子萌發(fā)，并且促進ABI5的表達(dá)，可能通過 ABI5-SHB1彌補 LecRK-8A功能缺失導(dǎo)致的種子變小?？傊?，LecRK-8A與 ABA信號通路相互影響共同調(diào)控種子發(fā)育。本論文研究的LecRK-8A促進種子變大，對農(nóng)作物