本文關(guān)鍵詞：擬南芥和黃瓜HANABA TARANU基因的功能分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：植物地上部的所有器官都源自頂端分生組織(SAM)。器官原基從頂端分生組織的周緣區(qū)產(chǎn)生,在營養(yǎng)生長階段發(fā)育形成葉片,在生殖生長階段發(fā)育成花。在頂端分生組織和新生成的器官原基之間存在由一類特殊細(xì)胞組成的邊界區(qū),它將無限生長的分生組織和有限生長的器官發(fā)育分開。擬南芥HANABA TARANU (HAN)是一個(gè)在邊界區(qū)特異表達(dá)的GATA3家族轉(zhuǎn)錄因子,在分生組織和器官原基的邊界,以及四輪花器官原基之間的邊界表達(dá),調(diào)控花器官的發(fā)育、頂端分生組織的組織形態(tài)和胚胎發(fā)育。但在禾本科植物如水稻和玉米中HAN卻抑制苞葉生長、促進(jìn)分枝的形成。現(xiàn)有的關(guān)于邊界基因、分生組織和器官原基之間的互作研究都集中在胚胎形成或營養(yǎng)生長階段,而在生殖生長階段,邊界與分生組織和器官原基之間是否有聯(lián)系以及如何聯(lián)系尚不清楚。結(jié)合遺傳學(xué)、分子生物學(xué)和生物化學(xué)等方法,本論文研究了擬南芥HAN與兩個(gè)分生組織基因BREVIPEDICELLUS (BP)l和PINHEAD (PNH)以及三個(gè)器官原基特異基因PETAL LOSS (PTL)、 JAGGED (JAG)和BLADE-ON-PETIOLE (BOP)在生殖生長階段的相互作用。我們的研究結(jié)果表明HAN對擬南芥花瓣的數(shù)量有決定性作用。HAN和PNH在轉(zhuǎn)錄水平相互促進(jìn),在蛋白水平相互結(jié)合,共同調(diào)控分生組織的形態(tài)與結(jié)構(gòu)。HAN直接促進(jìn)JAG和BOP2的表達(dá),并直接與JAG蛋白互作來調(diào)控花器官的發(fā)育。HAN直接與CYTOKININ OXIDASE 3 (CKX3)的啟動(dòng)子和內(nèi)含子區(qū)域結(jié)合來調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂素在邊界細(xì)胞中的穩(wěn)態(tài)。因此,在擬南芥花發(fā)育過程中,邊界基因HAN通過PNH與分生組織保持聯(lián)系,通過JAG和BOP2調(diào)控花器官的發(fā)育,通過CKX3來保持邊界的形態(tài)。黃瓜(Cucumis sativus L.)是具有重要的農(nóng)藝性狀和商品價(jià)值的蔬菜之一。我國黃瓜栽培面積和產(chǎn)量達(dá)均占世界首位。通過同源克隆,本論文從黃瓜中克隆得到HAN的同源基因CsHANI。 CsHAN1主要在頂端分生組織和莖的連接處表達(dá),能夠部分恢復(fù)擬南芥han-2突變體花器官數(shù)目減少的表型。CsHAN1的過量表達(dá)和RNAi干擾表達(dá)導(dǎo)致黃瓜從胚胎形成時(shí)期時(shí)開始生長遲緩,并且葉片開裂。原位雜交和熒光定量試驗(yàn)表明分生組織基因WUSCHEL (WUS)和SHOOT MERISTEMLESS (STM)在CsHAN1 RNAi株系中表達(dá)明顯下調(diào),并且多個(gè)葉片發(fā)育基因在CsHAN1轉(zhuǎn)基因株系中也發(fā)生變化。因此,CsHAN1可能通過調(diào)節(jié)WUS和STM的表達(dá)來調(diào)控黃瓜頂端分生組織的發(fā)育,以及通過復(fù)雜的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)來調(diào)控黃瓜葉片的發(fā)育。綜上所述,本論文闡明了邊界基因HAN在擬南芥和黃瓜上不同的生物學(xué)功能和作用機(jī)制,豐富了植物邊界基因和邊界區(qū)的功能研究,并為培育優(yōu)良株型的黃瓜新品種提供理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：HAN 擬南芥 黃瓜 花器官發(fā)育 功能分析
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S642.2;Q943.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 縮略詞表11-12
• 第一章 引言12-25
• 1.1 頂端分生組織的發(fā)育12-15
• 1.1.1 頂端分生組織的組織形態(tài)12-13
• 1.1.2 頂端分生組織的維持13-15
• 1.2 葉片的發(fā)育15-16
• 1.3 花的發(fā)育16-19
• 1.4 邊界的發(fā)育19-23
• 1.4.1 邊界的產(chǎn)生及細(xì)胞的特征19-20
• 1.4.2 邊界基因20-22
• 1.4.3 邊界與分生組織和原基的關(guān)系22-23
• 1.4.4 邊界基因與激素的關(guān)系23
• 1.5 研究的目的和意義23-25
• 第二章 擬南芥HAN與分生組織和器官原基相關(guān)基因的相互作用25-47
• 2.1 試驗(yàn)材料與方法25-28
• 2.1.1 植物材料25
• 2.1.2 菌株及載體25
• 2.1.3 酶及生化試劑25-26
• 2.1.4 熒光定量PCR26
• 2.1.5 內(nèi)源激素的測定26
• 2.1.6 原位雜交26
• 2.1.7 地塞米松(DEX)和細(xì)胞分裂素的噴施26
• 2.1.8 活體成像26
• 2.1.9 酵母雙雜交試驗(yàn)(YTH)26-27
• 2.1.10 雙分子熒光互補(bǔ)試驗(yàn)(BIFC)27
• 2.1.11 染色質(zhì)免疫共沉淀試驗(yàn)(CHIP)27
• 2.1.12 掃描電鏡觀察(SEM)27
• 2.1.13 蛋白免疫印跡試驗(yàn)(WESTERN BLOTTING)27-28
• 2.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析28-43
• 2.2.1 HAN與分生組織調(diào)節(jié)因子、原基調(diào)節(jié)因子在擬南芥花發(fā)育中的遺傳互作28-32
• 2.2.2 邊界基因、分生組織調(diào)節(jié)因子和器官特異表達(dá)基因在相應(yīng)突變體中的表達(dá)分析32-35
• 2.2.3 HAN、PNH、BP和JAG間的蛋白互作35-37
• 2.2.4 HAN可能通過調(diào)節(jié)激素活動(dòng)來維持邊界的功能37-40
• 2.2.5 HAN蛋白直接與CKX3、JAG和BOP1/2基因結(jié)合40-43
• 2.3 討論43-47
• 2.3.1 HAN通過PNH與分生組織細(xì)胞“交流”,通過JAG和BOP2與器官原基“交流”精確調(diào)控花的發(fā)育43-45
• 2.3.2 CKX3和GNC/GNL可能作為HAN與激素之間直接連接的橋梁45-47
• 第三章 黃瓜HAN基因的克隆與功能分析47-66
• 3.1 試驗(yàn)材料與方法47-49
• 3.1.1 植物材料47
• 3.1.2 菌株及載體47
• 3.1.3 酶及生化試劑47
• 3.1.4 基因克隆47
• 3.1.5 基因結(jié)構(gòu)和蛋白分析47-48
• 3.1.6 熒光定量PCR分析48
• 3.1.7 原位雜交48
• 3.1.8 擬南芥的遺傳轉(zhuǎn)化48
• 3.1.9 黃瓜的遺傳轉(zhuǎn)化48-49
• 3.1.10 黃瓜的石蠟切片49
• 3.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析49-63
• 3.2.1 黃瓜CsHAN基因的克隆49-51
• 3.2.2 黃瓜CsHAN基因的表達(dá)模式51-54
• 3.2.3 擬南芥中異常表達(dá)CsHAN1/2的表型分析54-57
• 3.2.4 CsHAN1參與調(diào)控黃瓜頂端分生組織的發(fā)育57-61
• 3.2.5 CsHAN1調(diào)控黃瓜葉形發(fā)育61-63
• 3.3 討論63-66
• 3.3.1 CsHAN1可能通過調(diào)節(jié)WUS和STM信號(hào)通路來調(diào)控頂端分生組織的發(fā)育63
• 3.3.2 黃瓜葉片形狀的正常發(fā)育需要CsHAN1的精確表達(dá)63-64
• 3.3.3 CsHAN1在黃瓜花發(fā)育中的功能部分保守64-66
• 第四章：全文結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-79
• 附錄79-92
• 致謝92-93
• 作者簡歷93-94

【共引文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：擬南芥和黃瓜HANABA TARANU基因的功能分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：261140