【摘要】：擬南芥子葉表皮細(xì)胞(cotyledon pavement cell,PC)是一種具有特殊形態(tài)的細(xì)胞,類似于七巧板形狀,呈現(xiàn)相互交錯(cuò)的嵌合狀態(tài)。據(jù)報(bào)道,子葉表皮細(xì)胞的嵌合狀態(tài)是通過(guò)調(diào)控細(xì)胞的各向異性生長(zhǎng)而形成,受ROP小G蛋白(Rho-related GTPase of plants)的調(diào)控,主要是ROP2和ROP6蛋白的作用。另有報(bào)道發(fā)現(xiàn)兩種蛋白:ECH(ECHIDNA)和YIP(YPT/RAB GTPase Interacting Protein)彼此之間具有互作,在擬南芥中形成一種定位于反面高爾基網(wǎng)(transgolgi network,TGN)的復(fù)合物,調(diào)控細(xì)胞壁合成成分的運(yùn)輸過(guò)程。ROP蛋白和ECH/YIP二者能夠影響擬南芥細(xì)胞伸長(zhǎng),改變細(xì)胞的形狀,因此,本研究猜想ECH/YIP與ROP在某方面可能存在聯(lián)系。然而,關(guān)于ECH和YIP如何通過(guò)影響ROP而進(jìn)一步調(diào)控子葉表皮細(xì)胞形態(tài)建成的機(jī)制尚不清楚。本項(xiàng)研究中,選用擬南芥子葉作為材料,研究了ECH和YIP與ROP2/ROP6的關(guān)系、與細(xì)胞骨架的關(guān)系。首先本研究通過(guò)雜交得到ech/GFP-ROP2,yip4a yip4b/GFP-ROP2,ech/GFP-ROP6,yip4a yip4b/GFP-ROP6株系,雜交株系的表型均趨向于ech和yip4a yip4b,植株變矮、多分支,子葉變得細(xì)尖。在ECH和YIP蛋白缺失時(shí),研究發(fā)現(xiàn),不管是細(xì)胞質(zhì)內(nèi)還是細(xì)胞膜上,ROP2和ROP6的表達(dá)均受影響。為進(jìn)一步證明這個(gè)結(jié)論,本研究在轉(zhuǎn)錄水平上證實(shí)了ROP2和ROP6的mRNA表達(dá)會(huì)降低,說(shuō)明ECH和YIP可能直接或間接調(diào)控ROP2和ROP6基因的表達(dá)。同時(shí),在蛋白水平上,本研究檢測(cè)了ROP2和ROP6總蛋白的表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)除了ROP2蛋白在ech中升高之外,ROP6在ech、ROP2與ROP6在yip4a yip4b中總蛋白的表達(dá)均降低。接著,為了研究ROP活性與ECH和YIP的聯(lián)系,通過(guò)Pull-down實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)ROP2蛋白在突變體中活性降低,說(shuō)明ECH和YIP可能是ROP2的上游效應(yīng)因子,能夠激活ROP2;而ROP6在yip4a yip4b中活性降低,在ech中活性卻升高。這說(shuō)明了PC中ROP的激活過(guò)程需要ECH和YIP參與。由于ROP能夠調(diào)控細(xì)胞骨架,進(jìn)一步從細(xì)胞骨架角度研究,發(fā)現(xiàn)ech和yip4a yip4b中微管變得整齊,微絲變得纖細(xì)且整齊,細(xì)胞骨架的混亂程度減弱。另外,本研究通過(guò)構(gòu)建ECH、YIP4a和YIP4b過(guò)表達(dá)載體和瞬時(shí)表達(dá)實(shí)驗(yàn),初步發(fā)現(xiàn)ECH/YIP基因在子葉中呈點(diǎn)狀定位,證明了ECH和YIP定位于反面高爾基體網(wǎng)上。在ECH、YIP4a和YIP4b組織表達(dá)模式方面,本研究使用GUS染液追蹤了子葉發(fā)育的不同階段中ECH和YIP的表達(dá)位置和表達(dá)量。這為研究ECH和YIP在子葉表皮細(xì)胞形態(tài)建成的調(diào)控作用奠定了基礎(chǔ)。綜上所述,本研究以ECH和YIP調(diào)控細(xì)胞伸長(zhǎng)為啟發(fā)點(diǎn),以ROP能夠調(diào)控細(xì)胞的形態(tài)建成、影響子葉表皮細(xì)胞的嵌合狀態(tài)為出發(fā)點(diǎn),闡明了ECH和YIP的存在能夠影響ROP的表達(dá)和蛋白活性,進(jìn)而改變擬南芥子葉表皮細(xì)胞的嵌合狀態(tài)。通過(guò)進(jìn)一步分析對(duì)細(xì)胞骨架的影響,本研究發(fā)現(xiàn)了ECH和YIP影響微管和微絲的重排,最終證明了ECH和YIP參與細(xì)胞的形態(tài)建成。本次研究為進(jìn)一步探索ECH和YIP在子葉表皮細(xì)胞形態(tài)建成中的調(diào)控通路提供了一個(gè)新的研究進(jìn)展。
【圖文】：

前言的調(diào)控[12]。其中，子葉表皮細(xì)胞（cotyledon pavement cell，典型的細(xì)胞。是一種具有特殊形態(tài)的細(xì)胞，由凸起（lobes）和凹陷（indenta嵌合狀態(tài)，細(xì)胞之間相互交錯(cuò)，緊密相連，呈現(xiàn)七巧板形態(tài)[1影響而相互交錯(cuò)生長(zhǎng)，彼此之間相互聯(lián)系，從而在二維平面的細(xì)胞[8, 14, 15]。PC 對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程有不可缺失的作用能夠提高組織的機(jī)械強(qiáng)度，促進(jìn)組織之間的信息交流，保護(hù)細(xì)傷害。同時(shí)，表皮細(xì)胞上含有氣孔，可以使植物進(jìn)行蒸騰作。另外，如圖 1-1 所示，PC 發(fā)育過(guò)程作為一個(gè)典型的細(xì)胞發(fā)有各向異性生長(zhǎng)的能力，并且和相鄰的細(xì)胞協(xié)調(diào)生長(zhǎng)。因此，生物形態(tài)建成調(diào)控機(jī)制的一個(gè)很好的模式系統(tǒng)[16-20]。

YIP 調(diào)控子葉表皮鋪板細(xì)胞形態(tài)建成機(jī)制的初步活性，進(jìn)而導(dǎo)致突出區(qū)（lobes）的形成；區(qū)，，招募 RIC1 和 Katanin，調(diào)控微管的組制細(xì)胞的伸長(zhǎng)[24, 25]，從而導(dǎo)致凹陷區(qū)（i[26]。在子葉表皮細(xì)胞鋸齒狀形成過(guò)程中，ROP2抑制的，從而形成一個(gè)共同作用于質(zhì)膜區(qū)P2 和 ROP6 共同作用的相互抑制網(wǎng)絡(luò)使 R起作用[26]。而且，ROP 蛋白通過(guò)和 RIC合狀態(tài)。因此，破壞 ROP/RIC 通路會(huì)導(dǎo)致-28]。
【學(xué)位授予單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：Q943

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 Peter K.Hepler;Lawrence J.Winship;;The pollen tube clear zone: Clues to the mechanism of polarized growth[J];Journal of Integrative Plant Biology;2015年01期

本文編號(hào)：2614079