论文摘要
生物技术在作物品种改良中已显示了巨大潜力。但是,利用生物技术进行小麦品种改良却远远落后于其他作物,其主要原因是小麦遗传背景复杂,导致其外植体在组织培养再生能力极差。为了揭示细胞脱分化的分子机理,我们提出了“酸碱脱分化假设”。为了证明这一假设,本研究以小麦成熟胚为材料,测定PM H+-ATPase在脱分化过程的水解活性变化及PM H+-ATPase在脱分化过程中基因表达的变化,在生理及分子水平上证明PM H+-ATPase在脱分化中的作用。为我们提出的“酸碱脱分化假设”提供证据。将小麦成熟胚从小麦籽粒上剥下,分别置于含有和不含有2mg/L2,4-D的MS培养基上,并在0h,2h,6h,12h,24h和72h时间点收集材料,利用基因芯片和荧光定量PCR技术检测不同处理之间再转录水平上的差异,并测定不同处理的质膜H+-ATPase水解活性。1.有和无2mg/L2,4-D的MS培养基上的小麦成熟胚形态有差别。在含有2mg/L2,4-D的MS培养基上培养的小麦成熟胚有愈伤组织的形成;而在不含有2mg/L2,4-D的MS培养基上培养的小麦成熟胚没有愈伤组织的形成。2.基因芯片结果显示,不论在幼胚还是成熟胚愈伤组织中,14-3-3蛋白基因表达量都是在2h时达到最大;而质膜H+-ATPase基因则在6h时表达量达到最大。3.荧光定量PCR结果证明,2mg/L2,4-D的MS培养基上培养的小麦成熟胚质膜H+-ATPase基因在6h时表达量达到最大值,为3.12E+05拷贝。这与基因芯片的结果是一致的。4. 2mg/L2,4-D的MS培养基上培养的小麦成熟胚愈伤组织的质膜H+-ATPase水解活性在24h时达到最大,接着逐渐降低。而不含有2mg/L2,4-D的MS培养基上培养的小麦成熟胚愈伤组织的质膜H+-ATPase水解活性在0-72h之间一直是上升的。以上结果表明,生长素是通过14-3-3蛋白来调节质膜H+-ATPase的表达与活性变化的,从而引起小麦成熟胚进入脱分化过程的。
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