【摘要】：在植物的生長發(fā)育中,生長素會(huì)形成濃度梯度,從而決定器官結(jié)構(gòu)的著生位置以及奠定它們的基本建構(gòu)。PIN蛋白是生長素外流的運(yùn)輸載體,它在細(xì)胞質(zhì)膜上的不均勻分布導(dǎo)致特定的生長素流向。PIN基因的功能和進(jìn)化得到了相當(dāng)程度的研究,但蕨類植物PIN基因的功能及其進(jìn)化意義尚未見報(bào)道。粗梗水蕨是蕨類植物分子生物學(xué)研究的準(zhǔn)模式物種,并且有顯著不同的可育葉,因此是研究蕨類植物P IN基因功能的理想材料。本論文首先探討了生長素及其運(yùn)輸抑制劑對(duì)粗梗水蕨孢子萌發(fā)的影響,發(fā)現(xiàn)超過一定濃度的外源生長素會(huì)抑制孢子的萌發(fā),而運(yùn)輸抑制劑NPA、TIBA和BF A也對(duì)孢子的萌發(fā)起抑制作用,其中NPA的抑制效果最明顯。但是,IAA能夠拮抗NPA和TIBA的作用。進(jìn)一步的研究表明,IAA在培養(yǎng)孢子12h內(nèi)加入能顯著降低NPA對(duì)萌發(fā)的抑制,而在24h時(shí)加入這種拮抗作用明顯下降,在48h時(shí)完全不起作用了。由此可見,NPA和IAA都可能對(duì)粗梗水蕨孢子萌發(fā)中的重力響應(yīng)、細(xì)胞核遷移和細(xì)胞分裂等不同時(shí)期的重要事件有著一定的影響。然后,本論文從粗梗水蕨克隆了三個(gè)PIN基因。分析表明,它們的完整編碼區(qū)長度分別是2328bp、2037bp和2118bp,編碼的蛋白所含氨基酸數(shù)目分別是776、679和706。編碼蛋白都含有兩個(gè)跨膜區(qū),親水環(huán)的長度都大于120個(gè)氨基酸,所以它們都是典型長親水環(huán)型PIN蛋白。本論文進(jìn)一步分析了蕨類植物PIN基因的系統(tǒng)發(fā)育,發(fā)現(xiàn)以上三個(gè)基因分別屬于蕨類植物的PINJ、PINL和PINM類型。在遺傳轉(zhuǎn)化的研究中,本論文首先構(gòu)建了35S::GFP載體。通過基因槍轟擊和洋蔥表皮的瞬時(shí)表達(dá),發(fā)現(xiàn)該載體能使細(xì)胞發(fā)出熒光。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步構(gòu)建了35S::PIN-GFP融合表達(dá)載體,并進(jìn)行了測序驗(yàn)證。本論文的研究表明,粗梗水蕨的生長發(fā)育受到生長素的影響,并且含有多個(gè)長親水環(huán)型PIN基因,這意味著PIN基因在該物種中有重要的生物學(xué)功能。
【圖文】：

水蕨（Ceratopteris pterioides）隸屬于水蕨科（Parkeriaceae）水is Brongn）[1]，如圖 1.1。粗梗水蕨常生長于湖泊沼澤，是一種57cm 之間，常成片漂浮水面上。其葉柄、葉軸與下部羽片的基柱形，而葉柄基部呈劍尖狀并且布滿細(xì)長的根。植株體內(nèi)有很狀細(xì)胞，使得植株具備一定的浮力可以漂浮于水面之上，尤其的葉柄處分布較多。孢子體葉具備二型：不育葉為光滑綠色單熟時(shí)柄長約 9cm，粗達(dá) 1.6cm 以上，葉片為卵狀三角形，裂片嫩時(shí)綠色，成熟時(shí)變成棕色，柄長 5-8cm，粗 1.2-2.7cm，葉片角，2-4 回羽狀，尾回裂片邊緣薄且透明，形成強(qiáng)裂反卷直至主或角果形孢子囊，長 5cm 左右，寬 0.2cm 左右。孢子囊一般位上，未成熟時(shí)被葉邊緣反向覆蓋，成熟時(shí)葉片平展張開露出孢活史短，孢子體世代和配子體世代有明顯交替的現(xiàn)象，并且兩活，其孢子有“肋條狀紋飾”等特點(diǎn)，為研究植物發(fā)育分子生胞生物學(xué)等的研究提供了很多的有效依據(jù)[2]。

因的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系（石松類植物的 PIN 基因一起表示為 LycoPIN，，，其余黑色分枝指向被子植物的 PIN 基因，裸子植物的 PIN 基因?qū)IN 基因?qū)儆谵ь愔参�。短親水環(huán) PIN 基因用“*”標(biāo)注，其余為長因。左上小圖示另一種 Eu3 關(guān)系。）Figure 3.1 Phylogenetic relationship of PIN genes.因系統(tǒng)發(fā)育樹中，苔蘚植物的 PIN 基因在基部，然后是自 PIN 基因。真葉植物(euphyllophyte)的 PIN 基因分為三類，有發(fā)現(xiàn)蕨類植物的 PIN 基因[19]。PIN 蛋白為植物特有的跨位于綠藻，而所有維管束植物的 PIN 基因構(gòu)成一個(gè)分支[40有真葉植物的 PIN 基因?yàn)殒⒚藐P(guān)系，而真葉植物的 PIN 基。在 Eu3 亞支中，裸子植物和被子植物均有多個(gè)的 PIN 基可能性有兩種；然而蕨類植物只有一個(gè) Eu3 類基因。與此在蕨類植物中有多個(gè)而在種子植物中只有一個(gè)。所以 PIN植物和種子植物的分野有關(guān)。同理，Eu1/2/3 可能在真葉植。蕨類植物屬于真葉植物，但其只有 Eu2 和 Eu3 兩類 PIN
【學(xué)位授予單位】：吉首大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：Q943.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 詹忠根;李煜鍵;;水蕨孢子萌發(fā)及配子體發(fā)育研究進(jìn)展[J];北方園藝;2011年19期

2 戴錫玲,金沁,王全喜;水蕨配子體發(fā)育的研究[J];植物研究;2005年03期

3 賈效成,陳貽竹,彭長連;模式植物水蕨的突變體[J];植物生理學(xué)通訊;2003年03期

4 倪迪安,許智宏;生長素的生物合成、代謝、受體和極性運(yùn)輸[J];植物生理學(xué)通訊;2001年04期

5 朱杰英,陳功錫;湘西野生蕨菜植物資源及其開發(fā)利用研究[J];吉首大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年04期

6 倪為民,陳曉亞,許智宏,薛紅衛(wèi);生長素極性運(yùn)輸研究進(jìn)展[J];植物學(xué)報(bào);2000年03期

7 于永福;中國野生植物保護(hù)工作的里程碑——《國家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄(第一批)》出臺(tái)[J];植物雜志;1999年05期

本文編號(hào)：2594810