本文關(guān)鍵詞：擬南芥WRKY6和PHO1參與ABA調(diào)控種子萌發(fā)和早期幼苗生長(zhǎng)過程的分子機(jī)制

  更多相關(guān)文章： WRKY6 PHO1 ABI5 種子萌發(fā) 轉(zhuǎn)錄調(diào)控

【摘要】：種子萌發(fā)是植物的重要生理過程,決定著植物的繁衍和生存,直接影響作物的產(chǎn)量。因此,研究種子萌發(fā)的分子機(jī)制具有重要的理論和實(shí)際意義。植物激素脫落酸(ABA)在種子萌發(fā)和早期幼苗生長(zhǎng)過程中起重要作用,本論文工作主要探討擬南芥WRKY6和PHO1參與ABA介導(dǎo)的種子萌發(fā)和早期幼苗生長(zhǎng)的分子調(diào)控機(jī)制。在種子萌發(fā)過程中,WRKY6的表達(dá)顯著降低,外施ABA時(shí),WRKY6表達(dá)上調(diào)。在含有外源ABA的培養(yǎng)基上萌發(fā)生長(zhǎng)時(shí),wrky6突變體對(duì)外源ABA不敏感,萌發(fā)快于野生型；WRKY6過量表達(dá)株系則對(duì)ABA超敏感,萌發(fā)慢于野生型。對(duì)轉(zhuǎn)錄因子WRKY6的下游靶基因進(jìn)行篩選的結(jié)果發(fā)現(xiàn),wrky6突變體中轉(zhuǎn)錄因子RAV1的表達(dá)升高,而RAV1的負(fù)調(diào)控靶基因ABI3、 ABI4和ABl5表達(dá)降低；WRKY6過量表達(dá)株系中RAVl的表達(dá)降低,ABIs的表達(dá)升高。EMSA和ChIP實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,WRKY6在植物體外和體內(nèi)均能結(jié)合RAV1啟動(dòng)子。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,轉(zhuǎn)錄因子WRKY6直接負(fù)調(diào)控RAV1的表達(dá)。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在WRKY6過量表達(dá)株系中過量表達(dá)RAV1能夠消除WRKY6過量表達(dá)株系的ABA敏感表型；而ravl wrky6雙突變體在種子萌發(fā)和早期幼苗生長(zhǎng)階段對(duì)ABA超敏感,與ravl單突變體表型相似,證明了RAV1是WRKY6調(diào)控種子萌發(fā)和早期幼苗生長(zhǎng)的關(guān)鍵下游靶基因。綜合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果,轉(zhuǎn)錄因子WRKY6通過直接結(jié)合RAV1啟動(dòng)子,抑制RAV1的表達(dá),進(jìn)而調(diào)控ABA介導(dǎo)的種子萌發(fā)和早期幼苗生長(zhǎng)過程。在研究中同時(shí)還發(fā)現(xiàn),在種子萌發(fā)過程中,PHO1的表達(dá)升高,外源ABA顯著抑制PHO1表達(dá),3個(gè)pho1突變體在種子萌發(fā)階段都對(duì)外源ABA超敏感,暗示PHO1參與ABA介導(dǎo)的種子萌發(fā)調(diào)控。啟動(dòng)子序列分析發(fā)現(xiàn),PHO1啟動(dòng)子具有轉(zhuǎn)錄因子ABl5的結(jié)合元件ACGT。qRT-PCR結(jié)果顯示,ABl5過量表達(dá)株系中PHO1表達(dá)被抑制；外源ABA處理的abi5突變體中,PHO1表達(dá)較野生型顯著升高；EMSA和ChIP實(shí)驗(yàn)證明ABl5在植物體外和體內(nèi)均能夠結(jié)合PHO1啟動(dòng)子,說明轉(zhuǎn)錄因子ABl5直接負(fù)調(diào)控PHO1的表達(dá)。進(jìn)一步的遺傳分析顯示,在abi5突變體中敲除PHO1(abi5 phol)能消除abi5突變體的ABA不敏感表型,說明ABl5主要通過調(diào)控PHO1表達(dá)來調(diào)控種子萌發(fā)。外源ABA處理時(shí),pho1突變體較野生型積累更多的ROS, abi5突變體的ROS含量略低于野生型�？寡趸镞�原性谷胱甘肽GSH能恢復(fù)pho1突變體在種子萌發(fā)過程中的ABA超敏感表型,暗示PHO1可能通過ROS途徑參與種子萌發(fā)過程。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,PHO1是ABl5的重要下游靶基因,在ABA抑制種子萌發(fā)和幼苗早期生長(zhǎng)信號(hào)過程中起負(fù)調(diào)控作用。本論文工作建立了ABA調(diào)控種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的WRKY6-RAV1-ABI5-PHO1信號(hào)通路，，對(duì)認(rèn)識(shí)ABA調(diào)控種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的分子機(jī)制有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q943.2

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