水稻ARL1基因在擬南芥內(nèi)的功能及分子機制研究.pdf

1、根系是植物對土壤信號感知以及養(yǎng)分、水分吸收的重要器官。直根系植物如擬南芥根系一般由主根、側(cè)根構(gòu)成,單子葉禾本科須根系植物如水稻、大麥、小麥和玉米等除形成以上兩種根之外,還能夠發(fā)生不定根。比較單、雙子葉模式植物水稻、擬南芥的根構(gòu)型,我們可以發(fā)現(xiàn)水稻在整個發(fā)育階段擁有大量持續(xù)發(fā)生的不定根,而擬南芥在整個生長過程中基本不發(fā)生不定根。ARLI基因是一個調(diào)控水稻不定根原基形成的轉(zhuǎn)錄因子,但ARLI的調(diào)控機制尚不為所知。我們利用ARLI基因的擬南芥

2、轉(zhuǎn)基因植株進行研究發(fā)現(xiàn)以下幾個結(jié)論： 1.ARL1能夠誘導(dǎo)擬南芥胚軸發(fā)生不定根。ARLI啟動子融合GUS報告基因轉(zhuǎn)基因植株顯示,擬南芥中ARLI基因主要表達在中柱、維管,且受到生長素的誘導(dǎo)。ARLI超表達植株表現(xiàn)出地上部器官短小,早期側(cè)根旺盛發(fā)生和種子根較強的伸長能力。超表達植株中KNOX家族基因上調(diào)。對轉(zhuǎn)基因植株切片顯示ARLI的超表達使得胚軸內(nèi)皮層缺失,轉(zhuǎn)基因植株的不定根發(fā)生自胚軸內(nèi)臨近木質(zhì)部的中柱鞘細胞。 2.AR

3、LI超表達植株對外源細胞分裂素不敏感,側(cè)根發(fā)生數(shù)量和葉片生長都較野生型強,但不定根的發(fā)生能力明顯下降。超表達植株中細胞分裂素信號途徑相關(guān)基因表達發(fā)生改變,細胞周期相關(guān)基因表達也上調(diào)。 3.ARLI超表達植株側(cè)根發(fā)生對NPA的不敏感,但是不定根的發(fā)生受到強烈抑制,且種子根長對NPA較為敏感。PIN基因在NPA處理下沒有發(fā)生變化。我們用NAA、IAA和2,4-D處理野生型(Col-0)材料,都無法誘導(dǎo)與轉(zhuǎn)基因植株類似的不定根發(fā)生。而