植物地上部分組織和器官的細胞都來源于莖端分生組織,而莖端分生組織活性的維持依賴于干細胞分裂與分化活動之間的動態(tài)平衡,研究莖端分生組織的發(fā)育過程對于植物的生長發(fā)育具有重要的意義。前期我們鑒定到一個T-DNA插入突變體jmj21,其莖端分生組織比野生型明顯變小;對JMJ21的酶活性進行分析,發(fā)現(xiàn)其可能不具有JMJ家族其他成員的組蛋白去甲基化酶活性;通過jmj21突變體轉錄組分析發(fā)現(xiàn),該基因通過調控WUS和STM的表達來影響莖端分生組織的發(fā)育。本研究初步解析了JMJ21介導的莖端分生組織發(fā)育的分子機理。主要結果如下:（1）通過觀察jmj21突變體的表型,發(fā)現(xiàn)其萌發(fā)10天的小苗較野生型明顯變小;開花后jmj21突變體植株明顯較野生型矮小,且分枝變少;經(jīng)鑒定,JMJ21的T-DNA插入突變體為knock-out突變體,透明觀察其莖端分生組織大小,發(fā)現(xiàn)莖端分生組織明顯小于野生型。觀察JMJ21的表達模式發(fā)現(xiàn),該基因在莖端分生組織表達較強,且JMJ21蛋白定位于細胞核中。（2）JMJ21屬于Jumonji C（Jmj C）-Domain containing（JMJ）蛋白家族,是一類典型的組蛋白去甲... 

【文章來源】：山東農(nóng)業(yè)大學山東省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
1 前言
    1.1 擬南芥莖端分生組織
        1.1.1 莖端分生組織的結構
        1.1.2 莖端分生組織的起始和維持
    1.2 莖端分生組織活性調控的分子機制
        1.2.1 莖端分生組織活性調節(jié)的關鍵基因
            1.2.1.1 WUS在莖端分生組織中的功能
            1.2.1.2 STM在莖端分生組織中的功能
            1.2.1.3 CLV3在莖端分生組織中的功能
        1.2.2 維持莖端分生組織活性的調控途徑
            1.2.2.1 WUS-CLV3 在莖端分生組織發(fā)育過程中的反饋調節(jié)
            1.2.2.2 WUS-STM在莖端分生組織發(fā)育過程中的協(xié)同作用
        1.2.3 SHD在莖端分生組織中的功能
    1.3 JMJ家族研究進展
        1.3.1 JMJ家族功能研究
        1.3.2 JMJ調控植物的生長發(fā)育
            1.3.2.1 JMJ調控植物開花
            1.3.2.2 JMJ調控葉片衰老
            1.3.2.3 JMJ調控種子萌發(fā)
            1.3.2.4 JMJ調控芽再生過程
    1.4 本研究的目的和意義
2 材料與方法
    2.1 實驗所用植物材料
        2.1.1 植物材料及其培養(yǎng)條件
        2.1.2 菌株與載體
        2.1.3 實驗用酶及其他生化試劑
        2.1.4 實驗所用主要儀器
        2.1.5 實驗所用PCR引物以及序列測定
        2.1.6 引物序列
    2.2 實驗方法
        2.2.1 擬南芥種子萌發(fā)前的處理
        2.2.2 擬南芥葉片基因組DNA的提取
        2.2.3 實驗所用表達載體的構建
            2.2.3.1 目的基因的克隆
            2.2.3.2 目的片段的回收與檢測
            2.2.3.3 克隆載體與目的片段的連接
            2.2.3.4 大腸桿菌感受態(tài)細胞Top10的制備
            2.2.3.5 熱激法轉化E.coli感受態(tài)細胞
            2.2.3.6 陽性克隆的篩選及測序
            2.2.3.7 質粒DNA的提取
            2.2.3.8 表達載體的構建
            2.2.3.9 目的片段與表達載體連接
            2.2.3.10 GV3101根瘤農(nóng)桿菌感受態(tài)細胞轉化
        2.2.4 擬南芥轉基因植株的獲取
            2.2.4.1 擬南芥遺傳轉化
            2.2.4.2 轉基因植株鑒定
        2.2.5 擬南芥組織RNA的提取
        2.2.6 反轉錄cDNA的合成
        2.2.7 熒光定量PCR
        2.2.8 煙草注射
        2.2.9 蛋白提取
        2.2.10 Western Blot
        2.2.11 GUS染色
        2.2.12 莖端分生組織透明拍照
        2.2.13 低熔點瓊脂糖震蕩切片
        2.2.14 組蛋白甲基化修飾免疫染色
        2.2.15 原位雜交
            2.2.15.1 植物組織的固定與包埋
            2.2.15.2 探針的合成與處理
            2.2.15.3 雜交液的配制
            2.2.15.4 脫蠟與復水
            2.2.15.5 雜交后處理
            2.2.15.6 信號的檢測
3 結果與分析
    3.1 jmj21突變體的表型分析與鑒定
        3.1.1 jmj21突變體的表型分析
        3.1.2 jmj21突變體的鑒定
        3.1.3 jmj21突變體莖端分生組織變小
    3.2 JMJ21的表達模式分析
        3.2.1 JMJ21蛋白亞細胞定位
        3.2.2 JMJ21組織表達模式分析
    3.3 JMJ21的功能分析
        3.3.1 JMJ家族成員進化樹分析
        3.3.2 JMJ21組蛋白去甲基化酶的活性分析
    3.4 野生型和jmj21突變體莖端分生組織轉錄組測序結果分析
        3.4.1 轉錄組數(shù)據(jù)質量分析
        3.4.2 差異表達基因數(shù)據(jù)分析
        3.4.3 差異表達基因GO分析
        3.4.4 轉錄組測序結果莖端分生組織相關基因的韋恩圖分析
        3.4.5 轉錄組測序數(shù)據(jù)莖端分生組織相關基因的表達量分析
    3.5 jmj21突變體中莖端分生組織特征基因的表達模式分析
        3.5.1 jmj21 突變體中莖端分生組織特征基因WUS的表達模式分析
        3.5.2 jmj21 突變體中莖端分生組織特征基因STM的表達模式分析
        3.5.3 jmj21 突變體中莖端分生組織特征基因CLV3 的表達模式分析
    3.6 JMJ21 基因與莖端分生組織特征基因WUS和 STM的遺傳學關系
    3.7 JMJ21 通過調控SHD的表達影響莖端分生組織的發(fā)育
4 討論
    4.1 JMJ21 作用于WUS-STM途徑上游調控莖端分生組織發(fā)育
    4.2 JMJ21 可能不具有JMJ家族的組蛋白去甲基化酶活性
    4.3 JMJ21可能通過其他途徑調控下游基因表達
5 結論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]擬南芥和水稻JMJC蛋白的研究進展[J]. 秦巧,張海文,黃榮峰.  生物技術通報. 2013(10)
[2]JMJ在胚胎發(fā)育中的作用[J]. 柯麗琴,屈順林,楊向東.  生命的化學. 2007(02)



本文編號：3284283