擬南芥莖異位開花的遺傳控制及WUSCHEL基因功能分析.pdf

1、植物地上部分是在生長(zhǎng)的過(guò)程中由莖尖分生組織(the shoot apical meristem,SAM)逐漸分化而來(lái),它是植物體地上部分各器官發(fā)育的源泉.莖尖分生組織的中央部位是由干細(xì)胞組成,維持干細(xì)胞的動(dòng)態(tài)平衡對(duì)于植物器官啟動(dòng)顯得尤為重要.在擬南芥(Arabidopsis thaliana L.)花序分生組織和花分生組織中分別有WUS/CLV和(WUS+LFY)/AG兩個(gè)負(fù)反饋調(diào)節(jié)環(huán)控制著這一平衡,保證了花序分生組織的非決定性和花分生

2、組織的決定性.該文用T-DNA激活標(biāo)簽技術(shù)得到功能增強(qiáng)突變體bre,bre生長(zhǎng)發(fā)育緩慢,莖彎曲,花器官數(shù)目改變,心皮發(fā)育加快.尤為突出的是在莖皮層直接分化出花分生組織.序列分析表明BRE就是干細(xì)胞特征基因WUSCHEL,暗示bre表型與WUS表達(dá)增強(qiáng)有關(guān).定量RT-PCR和RNA原位雜交表明在突變體的莖節(jié)間WUS大量表達(dá),證實(shí)在WUS基因的調(diào)控區(qū)插入的4個(gè)35S增強(qiáng)子使WUS表達(dá)增強(qiáng).將bre突變體與野生型擬南芥雜交,經(jīng)分離和dCAPS

3、鑒定,在F2代中得到只含T-DNA激活標(biāo)簽的單突變體,單突變體保留了莖異位開花等特有表型,將此表型的成因與油菜素內(nèi)酯代謝途徑區(qū)分開來(lái).用RT-PCR方法擴(kuò)增WUS cDNA片段,構(gòu)建超表達(dá)載體,轉(zhuǎn)化擬南芥,發(fā)現(xiàn)所轉(zhuǎn)基因打亂了擬南芥的胚胎發(fā)育而存在致死效應(yīng).利用XVE啟動(dòng)子化學(xué)誘導(dǎo)WUS組成型超表達(dá),以避開該基因的致死效應(yīng),重現(xiàn)了莖異位開花等表型,進(jìn)一步證實(shí)WUSCHEL基因等同于BRE.以上實(shí)驗(yàn)證明突變體特有表型與WUS的表達(dá)增強(qiáng)有關(guān).

4、這說(shuō)明WUS功能是多效的,除了在分生組織中決定干細(xì)胞命運(yùn)、促進(jìn)CLV和AG的表達(dá)外,還可能與生長(zhǎng)素極性運(yùn)輸以及花分生組織特征基因的表達(dá)有關(guān).同時(shí),作為一種控制花器官著生部位的方法,該發(fā)現(xiàn)具有潛在的應(yīng)用價(jià)值.構(gòu)建了雙增強(qiáng)的CaMV35S啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的超表達(dá)載體pBKB.借助農(nóng)桿菌(Agrobacterium tumefaciens)介導(dǎo)轉(zhuǎn)化煙草(Nicotiana tabacum L.),獲得轉(zhuǎn)基因植株.PCR和RT-PCR鑒定分別證明,外