论文摘要
高等植物中,胚胎的发育关系到种子的形成,而种子的萌发又关系到物种的延续,这两个发育过程都起到至关重要的作用。拟南芥作为一种模式植物,是研究胚胎发育和种子萌发的理想材料。我们的研究采用分析拟南芥突变体表型的方法,将拟南芥肌动蛋白相关蛋白ARP6定位到这两个发育过程中。拟南芥的胚胎发育是一个复杂的基因调控过程,到目前为止,已经发现了不下于200个基因在胚胎发育过程中起作用。胚胎极性的建立,细胞分裂,母性基因的表达以及激素途径等都会影响到胚胎的发育。种子的萌发同样是一个复杂的调控过程,除了相关基因的调控作用外,环境条件也有重要的影响。在这项研究中,我们首先得到了拟南芥的ARP6基因缺失突变体suf3,通过对suf3表型的分析,我们发现了suf3在胚胎发育和种子萌发方面都存在明显缺陷。进一步的研究表明,部分suf3在胚胎发育的早期,胚柄的发育就出现了异常,虽然胚柄是胚胎发育过程中的暂时性结构,但其作用却不能忽视。而在稍后的发育时期中,我们在suf3中观察到了退化的胚胎,很可能是由胚柄发育异常所造成的。在种子萌发方面,suf3的萌发存在延迟现象,特别是第二天和第三天,其萌发率明显低于野生型,随后的研究表明,GA能够部分恢复这种表型,而低浓度的ABA却能加剧这种表型,说明suf3的萌发延迟表型是由GA和ABA激素途径共同调控的,半定量RT-PCR实验中相关基因的表达也证实了这一点。NaCl、甘露醇等所造成的胁迫条件同样会影响到种子的萌发率,suf3对各种胁迫处理更加敏感,说明suf3在胁迫反应中存在缺陷。分子生物学实验结果也证明了这一点,suf3中胁迫诱导基因RD29A的表达量低于野生型。之前的研究已经阐明拟南芥中ARP6是染色质修饰复合体SWR1的一个组分,而SWR1的作用是促进相关染色质区域组蛋白H2A到H2A.Z的转化,从而激活该区域基因的表达。因此,我们推测suf3所造成的胚胎发育以及种子萌发方面的表型,很可能是由于在这两个发育过程中起重要作用的相关基因表达出现异常所致。而suf3突变体植株在发育的各个时期所表现出的丰富表型,也说明了ARP6是一种多效的发育调控因子,同时也说明了其作为染色质修饰复合体的成分对基因表达调控具有普遍性。
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ABBREVIATIONS摘要Abstract第一部分.前言一.拟南芥ARP6蛋白的研究进展1.肌动蛋白相关蛋白概述2.拟南芥的开花调控过程3.拟南芥ARP6研究进展二.拟南芥种子萌发的调控机理1.GA对种子萌发和休眠的调控2.ABA对种子休眠和萌发的调控3.乙烯对种子萌发的调控4.BR对种子萌发的调控5.光对种子萌发的调控6.其他调控因子三.拟南芥胚胎发育研究进展1.拟南芥的胚胎发育的过程2.拟南芥胚胎发育中基因的表达和调控3.胚柄的发育4.研究高等植物胚胎发育的方法四.拟南芥的雄配子体发育过程五.本论文的创新点第二部分.材料和方法一.拟南芥的种植二.种子萌发率统计三.激素和高盐处理观察主根长度和侧根数目实验四.叶面积统计五.载体构建六.半定量RT-PCR七.胚胎透明DIC观察八.原生质体制备、转化及双光子显微镜荧光观察九.半薄切片制作流程十.数据的生物统计学分析第三部分.结果一.suf3的表型分析1.叶片形状和叶面积2.叶表皮细胞3.叶脉透明观察4.主根长度及根尖PI染色观察5.下胚轴形状及长度二.ARP6蛋白的细胞定位分析三.suf3的配子体和胚胎发育1.花粉活性-亚历山大染色观察2.花粉萌发率3.花药发育时期切片4.雌蕊透明观察5.果荚分析6.胚胎发育时期观察四.suf3种子萌发率及胁迫抗性1.种子发育情况2.ABA处理下的萌发率和幼苗表型3.GA处理下的萌发率4.PAC处理下的萌发率5.NaCl处理下的萌发率6.甘露醇处理下的萌发率7.蔗糖处理下的萌发率8.葡糖糖处理下的萌发率9.互补株萌发率10.半定量PCR测定相关基因的表达第四部分.讨论1.suf3的根和下胚轴发育2.种子萌发率和对胁迫条件的反应3.suf3的配子体和胚胎的异常情况第五部分.结论和展望参考文献图版Ⅰ 叶片表型分析图版Ⅱ 主根长度、侧根数目、根尖及下胚轴表型分析图版Ⅲ ARP6蛋白荧光定位图版Ⅳ 配子体及胚胎发育表型图版Ⅴ 不同处理条件下的种子萌发及幼苗表型附录Ⅰ ARP6相关信息附录Ⅱ 常用试剂附录Ⅲ 载体图谱及构建策略附录Ⅳ 引物序列研究成果致谢
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标签：拟南芥论文; 开花论文; 胚胎发育论文; 种子萌发论文;
拟南芥suf3突变体对种子萌发及胚胎发育影响的初步研究
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