论文题目: 一个拟南芥发育迟缓突变体（drml）的鉴定及其相关机理的初步研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 生物化学与分子生物学
作者: 朱勇
导师: 蒯本科
关键词: 拟南芥,突变体,发育,开花,激素,细胞周期
文献来源: 复旦大学
发表年度: 2005
论文摘要: 从EMS诱变的拟南芥(Col-0)M2群体中,分离筛选到了一个生长发育异常迟缓的突变体(drm1)。遗传分析表明,DRM1是一个细胞核遗传的、单基因隐性位点。利用图位定位的方法,DRM1被定位在第5号染色体末端两个分子标记AtMXK3.2和AtF1505.1之间约80Kb的区间。 DRM1突变造成了植株形态和发育特性方面的许多变异。其中比较突出的形态特征包括:子叶小而肥厚,成熟植株叶片数目增多(包括莲座叶和苞叶;平均单株的莲座叶多达58片),叶片边缘锯齿增多,稍上卷,叶色灰绿;抽苔后花茎分枝数增加,顶端优势减弱,小花数目增多,其中较早发育的一些小花败育;部分花(特别是早期发育的花)的花瓣数目减少或增多(3或5瓣),雄蕊数目减少(3到5个),雄蕊短、花柱长不能完成正常授粉,单株的果荚数目增多等。drm1发育特性的变异包括:种子萌发率降低(86.2%),发芽时间延长(7天左右),幼苗生长极其缓慢;幼苗主根伸长的速度明显低于野生型,叶子发生的速度和叶片扩展的速度都较野生型慢,营养生长期显著延长,开花时间延迟(约88天),寿限(lifespan)极显著延长,至最后一片苞叶死亡需要157天左右。 本文首先对DRM1影响开花的生理和分子机理进行了初步的分析研究。对drm1晚花特性的研究结果显示,在响应不同光周期和春化处理,以及对FLC转录水平的调控方面,drm1都类似于拟南芥自主开花途径中晚花突变体的特征,因此,DRM1可能是自主开花途径的一个新成员。推测它的正常功能是通过抑制开花抑制子(FLC、EMF和TFL1)的表达促进开花。 对drm1的生长和发育特性与糖的关系研究结果表明,DRM1突变导致了突变植株内源糖(蔗糖和总糖)、叶绿素和花青素水平的升高;DRM1突变还影响了糖响应途径,drm1的一些糖响应途径中的基因转录对外源糖诱导高度响应,drm1对外源糖(葡萄糖和蔗糖)敏感,高浓度的外源糖显著抑制drm1的生长和发育。 对drm1的生长和发育特性与激素关系的研究结果显示,DRM1突变造成了drm1中激素状态的改变,其中ABA水平都显著升高;drm1对外源ABA过度敏感;在幼苗、营养生长期IAA水平下降,而细胞分裂素(ZR)水平升高;drm1对外源IAA、KT、GA3和ACC的响应特性都有一定的改变。 对drm1中细胞周期重要基因转录水平的检测显示,在幼苗生长期,4个编码细胞周期抑制子基因(ICK2、KRP3、KRP4和KRP6)和CYCD3;1的转录水平均上调。最值得关注的是KRP3的转录水平,除了在幼苗生长期中上调外,在营养生长早期和中期也都表现上调。 依据上述结果,可以推测DRM1处于植物生长发育调控网络的上游,可能是多个代谢或调控途径的共同成员。进一步的推测,DRM1很可能是可溶性糖利用途径中的一个关键基因,同时影响了自主开花途径,调控开花。上述推测有助于理解DRM1的突变导致了植株发育迟缓、开花显著延迟的表型。更直接的证据还有赖于DRM1基因的克隆和进一步的生理生化分析。
论文目录:
中文摘要
英文摘要
第一部分 文献综述
第一章 拟南芥开花调控的分子机理
第二章 糖与植物的生长发育
2.1 可溶性糖与生长和发育
2.2 糖响应与生长发育
2.3 糖突变体和有关基因
2.4 糖响应与其它信号途径的关系
第三章 植物激素与生长发育
3.1 激素的功能
3.2 植物激素的响应途径和信号突变体
3.3 各响应途径间的相互作用
第四章 植物的细胞分裂周期与生长发育
4.1 细胞分裂周期及调控
4.2 植物中细胞周期的核心调节子
4.3 植物中细胞周期核心调节子的相互作用
4.4 细胞周期进程的调控
4.5 细胞周期调控与生长发育
4.6 细胞周期基因在植物生长发育中的功能
4.7 生长发育因子对细胞周期基因的调控
4.8 有关细胞周期和植物生长发育关系的理论和模型
第二部分 实验
第一章 拟南芥发育迟缓突变体(drm1)的筛选、鉴定及其分析
1.1 引言
1.2 突变体的筛选
1.3 突变体的遗传分析
1.4 drm1的形态特征和发育特性
第二章 DRM1突变位点的定位克隆
2.1 引言
2.2 材料和方法
2.3 结果与讨论
第三章 drm1晚花特性的初步分析
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.3 结果
3.4 讨论
第四章 糖与drm1的生长和发育特性分析
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.3 结果与讨论
第五章 DRM1突变与激素
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.3 结果与讨论
第六章 DRM1突变对细胞周期基因表达的影响
6.1 引言
6.2 材料与方法
6.3 结果与讨论
第三部分 总结、讨论和需要深入研究的问题
1.主要研究结果
2.讨论
3.有待进一步做的研究工作
参考文献
致谢
附录
论文独创性声明
发布时间: 2005-09-19
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