【摘要】：葉片衰老是葉片生長發(fā)育最后一個(gè)階段,表現(xiàn)為葉片逐漸黃化和光合作用的不斷降低。葉片衰老進(jìn)程受到內(nèi)部年齡與外部環(huán)境因素的影響,其中激素在這些過程中發(fā)揮著精確的調(diào)控作用。葉片衰老影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì),探索葉片衰老的激素調(diào)控機(jī)制對于闡明葉片衰老機(jī)理和提高作物產(chǎn)量有著重要意義。本論文通過EMS(甲基磺酸乙酯)誘變篩選獲得一個(gè)擬南芥葉片早衰突變體els3(early leaf senescence3)。通過圖位克隆技術(shù)和全基因組重測序技術(shù)鑒定并克隆到突變基因ELS3,同時(shí)結(jié)合衰老表型分析、轉(zhuǎn)錄組測序,綜合運(yùn)用遺傳學(xué)、分子生物學(xué)等研究手段,初步闡明ELS3的功能和調(diào)控葉片衰老的分子機(jī)理。具體研究結(jié)果如下:(1)表型分析顯示els3突變體在植物生長發(fā)育不同時(shí)期均出現(xiàn)葉片衰老表型;其中在早期(10天)出現(xiàn)葉綠素含量減少、活性氧含量積累、細(xì)胞死亡數(shù)量增多等葉片衰老表型。除了衰老表型外,該突變體還同時(shí)表現(xiàn)出根部和花序生長發(fā)育等缺陷表型。(2)轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)合Real-time PCR分析表明,在els3突變體內(nèi)衰老相關(guān)基因如SAG12、SAG13等上調(diào)十幾倍,水楊酸合成途徑、信號(hào)途徑和代謝途徑的關(guān)鍵基因表達(dá)量也均有顯著上調(diào)。其中水楊酸合成途徑關(guān)鍵酶ICS1/SID2的正調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子如WRKY75、ANAC019、SARD1、CBP60g等表達(dá)量均上調(diào)4倍至10倍左右。(3)水楊酸代謝測定顯示els3突變體總水楊酸含量、自由態(tài)水楊酸含量以及其羥基化產(chǎn)物2,5-DHBA含量均有顯著上升,初步證明els3突變體的早衰與體內(nèi)水楊酸含量有密切的關(guān)系。(4)圖位克隆和重測序兩種方法相結(jié)合克隆到了 el3突變基因AtTPST,編碼一個(gè)己知的定位在高爾基上的跨膜蛋白,該基因在擬南芥組織中表達(dá)廣泛,參與植物體內(nèi)小肽與蛋白的翻譯后磺化修飾過程。(5)體外合成TPST修飾后的產(chǎn)物小肽PSK-α來處理els3突變體,并通過小肽處理恢復(fù)了 el3的衰老表型。表明TPST的作用是通過修飾產(chǎn)物植物小肽PSK-α從而參與調(diào)控植物葉片衰老。(6)利用遺傳學(xué)方法將els3突變體與水楊酸合成、代謝、信號(hào)相關(guān)缺陷突變體sid2、nprl進(jìn)行雜交,得到的雙突變體均抑制了els3突變體的衰老表型,進(jìn)一步證明了 TPST介導(dǎo)水楊酸的合成途徑和信號(hào)途徑參與調(diào)節(jié)els3突變體的葉片衰老進(jìn)程;綜上所述,本論文篩選鑒定了一個(gè)葉片早衰突變體els3,鑒定了其突變基因AtTPST,進(jìn)一步證明AtTPST介導(dǎo)其底物植物小肽PSK-α和水楊酸信號(hào)途徑調(diào)控植物葉片衰老進(jìn)程。對于闡明小肽激素調(diào)控植物葉片衰老的分子機(jī)理有著重要意義。
【圖文】：

從地上組織表型來看，首先是ｅ／Ｈ突變體小而狹長的蓮座葉，葉片兩邊向內(nèi)卷曲逡逑（圖１Ｄ），，通過顯微鏡觀察其葉肉細(xì)胞的大小并不均一且大多數(shù)大于野生型葉肉細(xì)胞逡逑（圖２Ａ），推測也３突變體從細(xì)胞水平影響了葉形的發(fā)育。其次通過對花序的觀察發(fā)逡逑現(xiàn)ｅ／ｄ突變體的花序較少（圖２Ｃ），并出現(xiàn)早花的現(xiàn)象（圖２Ｂ），其果莢相對于野生逡逑型變短了邋３０％邋（圖２Ｄ），但育性正常，整體株高變矮的同時(shí)莖也變細(xì)（圖２Ｅ、Ｆ），逡逑這些說明_灐痘虻娜筆Ф哉逯倉甑厴喜糠值納し⒂忻饗緣撓跋�。辶x洗櫻澹渫槐涮宓叵倫櫓硇屠純�，ｅ／∮z尥槐涮逶冢柑煊酌縭逼�，蠈疫謲姢（图辶x希常茫�，突变体的根长与野生型相弊岎媶T潿討粒保保俺ざ齲ㄍ跡常�，n�，根直径较脆崿辶x細(xì)隙啵ㄍ跡常茫�。震~得魑澹蹋櫻駛蛟誆斡敫啃翁ǔ煞矯嬗兄匾淖饔謾ｅ義希玻瑰義

本文編號(hào)：2589693