當(dāng)前的研究表明膜定位的類受體激酶（Receptor-like kinases,RLKs）參與調(diào)控植物的生長、發(fā)育和防御反應(yīng)。擬南芥體細(xì)胞胚胎發(fā)生類受體激酶（SOMATIC EMBRYOGENESIS RECEPTOR-LIKE KINASE,SERK）家族隸屬于擬南芥亮氨酸重復(fù)序列類受體激酶第二亞家族（LRR II-RLK）。擬南芥SERKs作為共受體與不同的受體結(jié)合來調(diào)控不同的生物學(xué)過程,例如油菜素內(nèi)酯（BR）信號通路、花藥細(xì)胞分化、氣孔形成、植物先天免疫反應(yīng)、維管發(fā)育和花器官脫落等。本課題組在研究SERKs調(diào)控油菜素內(nèi)酯信號通路時,發(fā)現(xiàn)兩套獨(dú)立的三重缺失突變體serk1 serk2 bak1的幼苗和種子均存在嚴(yán)重缺陷。眾所周知,種子形態(tài)與胚胎發(fā)育密切相關(guān),且模式植物擬南芥胚胎發(fā)育過程是簡單、有序、可預(yù)測的。在本研究中,我們用微分干涉差顯微鏡和共聚焦激光掃描顯微鏡詳細(xì)觀察了野生型和serk1-8 serk2-1 bak1-4三重缺失突變體的胚胎發(fā)育,結(jié)果表明serk1-8serk2-1 bak1-4三重缺失突變體胚胎具有較少的維管組織、皮層細(xì)胞、內(nèi)皮層細(xì)胞和表皮細(xì)胞。現(xiàn)有的研究數(shù)據(jù)表... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級別】：博士

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中文摘要
Abstract
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 類受體激酶SERK家族功能總結(jié)
        1.1.1 SERKs調(diào)控花藥的發(fā)育
        1.1.2 SERKs調(diào)控花器官脫落
        1.1.3 SERKs調(diào)控油菜素內(nèi)酯信號
        1.1.4 SERKs調(diào)控擬南芥根的發(fā)育
        1.1.5 SERKs調(diào)控氣孔形成和關(guān)閉
        1.1.6 SERKs調(diào)控植物的免疫反應(yīng)
        1.1.7 SERKs調(diào)控植物維管發(fā)育
        1.1.8 SERKs調(diào)控細(xì)胞死亡過程
    1.2 擬南芥胚胎發(fā)育
        1.2.1 擬南芥早期胚胎細(xì)胞分裂模式
        1.2.2 生長素調(diào)控胚胎的發(fā)育
        1.2.3 調(diào)控擬南芥胚胎和種子發(fā)育的受體激酶
    1.3 本研究的意義
第二章 材料與方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 擬南芥材料
        2.1.2 目的基因克隆與載體構(gòu)建
    2.2 實驗所用儀器設(shè)備與藥品
    2.3 方法操作
        2.3.1 1/2 MS培養(yǎng)基培養(yǎng)幼苗
        2.3.2 擬南芥DNA簡易提取法
        2.3.3 DNA瓊脂糖凝膠電泳
        2.3.4 溫室內(nèi)擬南芥的種植和管理
        2.3.5 遺傳雜交方法
        2.3.6 微分干涉差顯微鏡觀察胚胎
        2.3.7 FM4-64 染料染胚胎
        2.3.8 種子表型的觀察和挑選
        2.3.9 掃描電子顯微鏡觀察幼苗下胚軸
        2.3.10 總RNA提取及變性瓊脂糖凝膠電泳
        2.3.11 逆轉(zhuǎn)錄和RT-PCR
        2.3.12 DH5α和 DB3.1 熱激感受態(tài)制備及轉(zhuǎn)化
        2.3.13 農(nóng)桿菌GV3101 電擊感受態(tài)細(xì)胞的制備及轉(zhuǎn)化
        2.3.14 農(nóng)桿菌浸染擬南芥花序法
        2.3.15 丙酮沉淀法提取植物蛋白
        2.3.16 Western blot鑒定蛋白表達(dá)
        2.3.17 擬南芥膜蛋白的提取和免疫沉淀
        2.3.18 擬南芥胚胎原位雜交
第三章 結(jié)果與分析
    3.1 serk1 serk2 bak1 三重缺失突變體幼苗發(fā)育存在缺陷
    3.2 serk1 serk2 bak1 種子存在缺陷
    3.3 serk單突變體和其他高階突變體種子的表型
    3.4 serk單突變體和其他高階突變體胚胎的表型
    3.5 SERK1、SERK2、BAK1 調(diào)控胚胎的發(fā)育
        3.5.1 serk1 serk2 bak1 胚胎發(fā)育存在缺陷
        3.5.2 SERKs在胚胎發(fā)育過程中均有表達(dá)
        3.5.3 自身啟動子驅(qū)動SERK基因組DNA能夠恢復(fù)serk1-8serk2-1bak1-4的胚胎表型
        3.5.4 受體激酶SERK1、SERK2和BAK1 調(diào)控擬南芥胚胎維管前體和基本組織干細(xì)胞的分裂
        3.5.5 serk1-8 serk2-1 bak1-4 胚胎發(fā)育過程中標(biāo)記基因的表達(dá)模式
        3.5.6 serk1-8 serk2-1 bak1-4 胚胎有較少的維管組織、皮層、內(nèi)皮層和表皮
        3.5.7 SERKs能夠恢復(fù)serk1-8 serk2-1 bak1-4 胚胎維管前體和基本組織干細(xì)胞分裂異常的表型
        3.5.8 ATML1和SHR啟動子驅(qū)動的SERK1 基因組DNA能夠很好地恢復(fù)serk1-8 serk2-1 bak1-4 胚胎發(fā)育的缺陷
    3.6 serk1-8 serk2-1 bak1-4 bkk1-1 四重缺失突變體種子和胚胎的缺陷表型更加明顯
    3.7 SERKs調(diào)控胚胎的發(fā)育獨(dú)立于油菜素內(nèi)酯信號通路
    3.8 YDA位于SERKs下游調(diào)控胚胎的發(fā)育
        3.8.1 持續(xù)性激活的YDA能促進(jìn)serk1-8/+serk2-1bak1-4 植株果柄的伸長
        3.8.2 部分yda-Y295 胚胎缺陷表型類似于serk1-8serk2-1bak1-4 且持續(xù)性激活的YDA能部分抑制serk1-8 serk2-1 bak1-4 胚胎發(fā)育的缺陷
        3.8.3 持續(xù)性激活的YDA能很好地恢復(fù)serk1-8 serk2-1 bak1-4 胚胎基本組織干細(xì)胞的異常分裂
        3.8.4 yda-Y295 早期胚胎中細(xì)胞存在嚴(yán)重的異常分裂
        3.8.5 持續(xù)性激活的YDA能夠部分恢復(fù)serk1-8serk2-1bak1-4 幼苗短下胚軸的表型
    3.9 MKK4和MKK5在SERKs下游調(diào)控胚胎的發(fā)育
        3.9.1 MKK4和MKK5 缺失突變體胚胎發(fā)育存在缺陷
        3.9.2 WOX5 異位到mkk4-18 mkk5-18 胚胎維管組織中表達(dá)
        3.9.3 持續(xù)性激活的MKK5 能夠很好地恢復(fù)serk1-8serk2-1bak1-4 胚胎維管組織基本干細(xì)胞的異常分裂
        3.9.4 持續(xù)性激活的MKK5 能夠很好地恢復(fù)serk1-8serk2-1bak1-4 幼苗短下胚軸的表型
        3.9.5 SERKs調(diào)控擬南芥胚胎發(fā)育的工作模式
第四章 討論與展望
    4.1 SERKs調(diào)控胚胎發(fā)育存在功能冗余,且SERKs發(fā)揮功能不同
    4.2 serk1-8 serk2-1 bak1-4 胚胎中WOX5 異位表達(dá)原因的探究
        4.2.1 SERKs可能抑制WOX5 的表達(dá)區(qū)域來維持干細(xì)胞微環(huán)境
        4.2.2 WOX5 異位表達(dá)也可能不是造成serk1-8 serk2-1 bak1-4 胚胎缺陷的原因
    4.3 SERKs調(diào)控胚胎早期發(fā)育過程中維管前體和基本組織干細(xì)胞的分裂
    4.4 SERKs通過YDA-MKK4/5 級聯(lián)反應(yīng)調(diào)控基本組織干細(xì)胞的分裂
    4.5 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
期間科研成果及獲獎
致謝



本文編號：3150563