發(fā)布時間：2020-06-19 00:04

【摘要】：生命通過繁殖進行延續(xù),種子植物通過有性生殖形成種子進行遺傳物質(zhì)的傳遞。在這個過程中,花藥和胚珠分別產(chǎn)生雄配子(花粉)和雌配子(成熟胚囊),其發(fā)育是作物受精和果實產(chǎn)生的先決條件,決定了作物的生存、進化和產(chǎn)量。在完全花植物擬南芥中,已經(jīng)篩選出許多相關(guān)突變體。其中突變體spl的雄性和雌性器官均不育,其花藥絨氈層的起始受到抑制,花粉囊不能產(chǎn)生小孢子,且胚珠發(fā)育受到抑制,大孢子母細胞和胚囊的發(fā)育缺失。黃瓜作為廣泛種植的蔬菜作物,擁有重要的經(jīng)濟價值,黃瓜是典型的單性花作物,其果實既是商品器官也是生殖器官。目前關(guān)于其生殖器官發(fā)育的研究多集中在果實品質(zhì)以及性別決定方向,而真正的生殖組織,即花藥和胚珠發(fā)育的相關(guān)研究甚少。本文結(jié)合分子發(fā)育學(xué)、植物生理學(xué)和生物化學(xué)等技術(shù)手段,在黃瓜上研究了生殖發(fā)育調(diào)節(jié)因子SPOROCYTELESS(SPL)/NOZZLE(NZZ)的功能。在花藥和胚珠發(fā)育嚴重缺陷的黃瓜突變體mango fruit中,CsSPL的表達水平受到嚴重抑制,進而對CsSPL進行克隆與功能分析。(1)CsSPL編碼了一個轉(zhuǎn)錄因子,在發(fā)育中的花藥和胚珠中特異性表達。CsSPL反義轉(zhuǎn)基因株系的雄性和雌性的生殖力顯著下降,同時花粉出現(xiàn)畸形且胚珠發(fā)育受到抑制。因此,CsSPL的生物學(xué)功能基本保守。(2)CsSPL可與珠心中的CsWUS(WUSCHEL)及珠被中的YABBY家族蛋白直接相互作用,并且正調(diào)控CsWUS表達,而在珠心中特異性表達的HD-ZIP Ⅲ基因CsPHB(PHABULOSA)通過與CsSPL啟動子結(jié)合,從而促進其表達。因此,CsSPL可將CsPHB和CsWUS功能連接起來,證實了先前未確定的協(xié)調(diào)植物性器官發(fā)育的調(diào)控途徑CsPHB-CsSPL-CsWUS。(3)CsSPL反義轉(zhuǎn)基因植株生殖器官雄花芽和雌花芽中的生長素積累減少。生長素在植物生殖發(fā)育過程中起著非常重要的作用。生化實驗分析進一步表明,CsSPL可促進AUXIN RESPONSE FACTOR3(CsARF3)的表達,并在生殖器官發(fā)育過程中受CsARF13的正調(diào)控,表明CsSPL與生長素信號組分在協(xié)調(diào)花藥和胚珠發(fā)育中存在連續(xù)相互作用。綜上所述,本文解析了生殖發(fā)育基因CsSPL在黃瓜生殖器官發(fā)育方面的生物學(xué)功能和調(diào)控機制,建立了新的胚珠發(fā)育的調(diào)控途徑--CsPHB-CsSPL-CsWUS途徑,并為CsSPL與生長素信號途徑的互作進而促進生殖器官發(fā)育的調(diào)控途徑提供了直接證據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S642.2
【圖文】：

絨氈層細胞退化降解，為花粉成熟提供養(yǎng)分，小孢子經(jīng)過一次不平衡的有絲分裂產(chǎn)生雙逡逑核花粉粒（一個小的生殖核和一個大的營養(yǎng)核），再經(jīng)歷一次有絲分裂得到成熟的三核花粉，逡逑花藥開裂最終花粉釋放（圖１－１）邋（Ｓａｎｄｅｒｓｅｔａｌ．，邋１９９９）。除了擬南芥，目前水稻和玉米作為單逡逑子葉的模式作物，其花藥的發(fā)育過程跟擬南芥花藥的發(fā)育進程大致是類似的（Ｗａｌｂｏｔａｎｄ邋Ｅｇｇｅｒ，逡逑２０１６）。逡逑１逡逑

依據(jù)雎花、雄花、兩性花的不同組合，可以將黃瓜植株分為５種性型：純雎株、強雌株、逡逑純雄株、雄全同株、雌雄同株。黃瓜是典型的單性花植物，白書農(nóng)等（２００４）將黃瓜的花發(fā)育逡逑分為１２個時期（圖１－５和圖１－６），前５個時期是所謂的“兩性期”，雌雄花在形態(tài)上沒有區(qū)別。逡逑到第６時期，花芽出現(xiàn)形態(tài)上的差異，部分花芽的花藥繼續(xù)生長，心皮原基停止伸長，發(fā)育成逡逑雄花；另外一部分花芽的雄蕊原基停止生長，心皮原基繼續(xù)發(fā)育，形成雌花（Ｂａｉ邋ｅｔ邋ａｌ．，２００４）。逡逑６逡逑

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 趙志剛;柳美玲;;黃瓜性別決定的分子機理研究進展[J];武漢紡織大學(xué)學(xué)報;2012年06期

本文編號：2720018