一个拟南芥扁平细胞突变体e83的研究

论文摘要

植物的叶扁平细胞形状不规则,相邻细胞通过凸起和凹陷互相嵌合形成一个连续的表面。扁平细胞与气孔保卫细胞、表皮毛共同构成了植物最外层具有防御及气体交换功能的表皮。拟南芥叶扁平细胞的形态发生受一系列机制调控,包括扁平细胞的分布、形状及大小的确定等,影响这些机制的因素可能导致扁平细胞形态的非正常发生。本论文以拟南芥为实验材料,用甲基磺酸乙酯（EMS）诱变野生型Col-0种子,通过印迹技术筛选得到一个拟南芥莲座叶下表皮细胞突变体e83,其下表皮中存在巨大扁平细胞,我们将这个特征作为e83突变体最明显、最直观的表型。这种巨大扁平细胞面积较大,通常可达同时期野生型植株扁平细胞面积的十余倍；同时,这种巨大扁平细胞的存在比例约占总表皮细胞数目的5-10%。另外,与同时期的野生型相比,e83的根尖长度变短,细胞数目减少,根尖细胞长度变大；e83突变体莲座叶左右不对称；突变体的萌发、抽薹、开花及果荚成熟时间均出现了一周延迟。另外,e83突变体的果荚明显变短、形态扭曲,其种子育性降低,还有对生现象；成熟的突变体植株较矮等。根据e83莲座叶巨大扁平细胞的表型,通过筛选e83×Ler F2植株中的e83纯合体,用图位克隆技术对e83突变基因进行定位。筛选、验证约2000株e83纯合体,将突变区间缩小至1号染色体左端的2354 kb-2660 kb处,分析区间每个基因的特性及功能后,本实验初步确定了e83突变体中一个编码DNA聚合酶亚基的基因发生了突变,观察两个已经发现的该基因的突变体莲座叶表皮细胞,发现也有巨大扁平细胞存在。

论文目录

• 缩略词表
• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1. 拟南芥的发育
• 1.1.1 拟南芥扁平细胞发育
• 1.1.2 拟南芥形态建成
• 1.2 图位克隆技术
• 1.2.1 图位克隆技术原理
• 1.2.2 图位克隆技术的过程
• 1.3 荧光原位杂交技术
• 1.3.1 荧光原位杂交技术发展概况
• 1.3.2 荧光原位杂交技术原理
• 1.3.3 荧光原位杂交技术发展趋势及展望
• 1.4 实验目的与意义
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 拟南芥材料
• 2.1.2 菌种
• 2.1.3 载体
• 2.1.4 工具酶
• 2.1.5 引物合成与测序
• 2.1.6 试剂盒
• 2.1.7 培养基
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 拟南芥材料种植
• 2.2.2 表型分析及数据统计
• 2.2.3 e83的半薄切片
• 2.2.4 荧光原位杂交实验（FISH）
• 2.2.5 e83的基因定位
• 第三章 结果与分析
• 3.1 拟南芥e83突变体的表型分析
• 3.1.1 e83植株的生长延迟现象
• 3.1.2 e83突变体莲座叶的表型
• 3.1.3 e83突变体细胞核的变化
• 3.1.4 e83突变体根部形态
• 3.1.5 e83突变体花的变化
• 3.1.6 e83突变体果荚的不正常发育
• 3.1.7 e83顶端分生组织变化导致不正常分枝
• 3.2 e83突变基因的定位
• 3.2.1 e83突变基因的粗定位
• 3.2.2 e83突变基因的精细定位
• 3.2.3 e83候选基因测序
• 第四章 讨论
• 4.1 e83突变基因影响其形态建成
• 4.1.1 e83突变基因影响了e83的生长周期
• 4.1.2 e83突变基因影响其叶肉细胞的正常排列
• 4.1.3 分生组织的变化使e83突变体器官形态发生变化
• 4.2 e83突变体的各种特征可能与核内复制有关
• 4.3 e83图位克隆
• 小结
• 参考文献
• 致谢