本文關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)錄因子TDF1對(duì)擬南芥絨氈層以及花粉壁發(fā)育的轉(zhuǎn)錄調(diào)控研究

  更多相關(guān)文章： TDF1 AMS SKS18 EXPB5 TEK MS188 絨氈層 花粉壁發(fā)育 轉(zhuǎn)錄調(diào)控 雄性不育

【摘要】：高等植物的整個(gè)生命周期可分為孢子體營(yíng)養(yǎng)發(fā)育過程以及配子體生殖發(fā)育過程。在雄性生殖發(fā)育中,孢子體絨氈層對(duì)于花粉以及花粉壁的發(fā)育起到至關(guān)重要的作用:為小孢子提供必需的營(yíng)養(yǎng),降解胼胝質(zhì)使小孢子從四分體中釋放,提供轉(zhuǎn)運(yùn)孢粉素前體構(gòu)成花粉外壁結(jié)構(gòu),啟動(dòng)細(xì)胞凋亡程序等。Defective in tapetal development and function 1(TDF1)編碼一個(gè)R2R3 MYB家族的轉(zhuǎn)錄因子,其在花藥發(fā)育早期的絨氈層和小孢子中均有特異表達(dá),為絨氈層早期的發(fā)育及功能起到重要的作用。然而,TDF1及其下游調(diào)控基因組成的轉(zhuǎn)錄調(diào)控通路,以及TDF1在絨氈層和花粉發(fā)育過程中所涉及到的具體生物學(xué)途徑仍有待深入研究。在本文中,通過獲得TDF1融合GFP/MYC/FLAG/HA各標(biāo)簽蛋白的互補(bǔ)轉(zhuǎn)基因株系,利用染色質(zhì)免疫共沉淀(Ch IP)和凝膠遷移滯后實(shí)驗(yàn)(EMSA)體內(nèi)/體外證明TDF1可以直接結(jié)合于AMS啟動(dòng)子的AACCT結(jié)合位點(diǎn)上。此外,煙草瞬時(shí)表達(dá)系統(tǒng)證明TDF1可以直接調(diào)控AMS表達(dá)。然而,Rescue實(shí)驗(yàn)獲得tdf1/tdf1突變體背景的Pro DYT1:AMS轉(zhuǎn)基因株系表明即使AMS能夠正常表達(dá),仍不能恢復(fù)tdf1的突變表型。由此,我們利用煙草葉片表達(dá)TDF1與AMS蛋白進(jìn)行免疫共沉淀,結(jié)果表明TDF1與AMS蛋白能夠相互作用,而這種互作方式有可能對(duì)激活A(yù)MS的下游靶基因起到關(guān)鍵作用�；蛐酒治霰砻鱐DF1調(diào)控的基因主要參與到各類酶家族、細(xì)胞壁合成和細(xì)胞發(fā)育的途徑中,這提示了TDF1與絨氈層細(xì)胞分化/細(xì)胞壁修飾/細(xì)胞發(fā)育的生物學(xué)過程有著密切聯(lián)系。因此,結(jié)合tdf1絨氈層細(xì)胞分裂增多、空泡化嚴(yán)重的表型,我們發(fā)現(xiàn)TDF1還可以直接調(diào)控SKS11、SKS13、SKS18、EXPB5基因,從而抑制細(xì)胞分裂、促進(jìn)細(xì)胞壁擴(kuò)大來滿足絨氈層快速的轉(zhuǎn)入分泌型。SKS18基因特異在花藥發(fā)育第6~7期的絨氈層中表達(dá)。SKS18-GFP則在第6~7期特異定位在絨氈層的細(xì)胞壁/細(xì)胞膜上,之后則逐漸遷移至小孢子膜上和藥室腔里。另一方面,我們體內(nèi)/體外證明AMS可以直接調(diào)控MS188和TEK的表達(dá),從而調(diào)控花粉外壁外層與外壁內(nèi)層的發(fā)育。此外,我們通過對(duì)Pro AMS:TEK:GFP和Pro AMS:MS188:GFP轉(zhuǎn)基因株系的觀察,表明提前表達(dá)TEK和MS188均會(huì)對(duì)野生型背景的花粉壁發(fā)育造成嚴(yán)重影響,從而導(dǎo)致花粉完全敗育。由此,進(jìn)一步表明花粉壁發(fā)育時(shí)序的重要性�；谝陨辖Y(jié)果,本文闡明了轉(zhuǎn)錄因子TDF1及其下游轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)對(duì)絨氈層分化以及花粉壁發(fā)育所起到的生物學(xué)作用。
【關(guān)鍵詞】：TDF1 AMS SKS18 EXPB5 TEK MS188 絨氈層 花粉壁發(fā)育 轉(zhuǎn)錄調(diào)控 雄性不育
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：Q943.2
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 1. 前言10-27
• 1.1. 絨氈層發(fā)育與功能10-23
• 1.1.1. 花藥發(fā)育10-13
• 1.1.2. 絨氈層發(fā)育13-14
• 1.1.3. 絨氈層功能14-23
• 1.2. 絨氈層轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)23-27
• 1.2.1. 絨氈層細(xì)胞形成的轉(zhuǎn)錄調(diào)控23-24
• 1.2.2. 絨氈層細(xì)胞發(fā)育的轉(zhuǎn)錄調(diào)控24-27
• 2. 材料與方法27-48
• 2.1. 實(shí)驗(yàn)材料27-29
• 2.1.1. 植物材料、菌株與質(zhì)粒27-28
• 2.1.2. 試劑與儀器28-29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法29-46
• 2.2.1. 擬南芥種植29
• 2.2.2. 半薄切片觀察29-30
• 2.2.3. 透射電鏡觀察30-31
• 2.2.4. 分子克隆與構(gòu)建31-35
• 2.2.5. 擬南芥轉(zhuǎn)化35
• 2.2.6. 擬南芥轉(zhuǎn)基因植株的篩選35-36
• 2.2.7. RNA的抽提及反轉(zhuǎn)錄36
• 2.2.8. 定量PCR分析36-37
• 2.2.9. 原位雜交37-38
• 2.2.10.染色質(zhì)免疫共沉淀38-40
• 2.2.11.植物總蛋白的提取40-41
• 2.2.12. Western Blot檢測(cè)41-42
• 2.2.13.原核表達(dá)與蛋白純化42-43
• 2.2.14.凝膠阻滯實(shí)驗(yàn)43-44
• 2.2.15.煙草葉片瞬時(shí)表達(dá)蛋白及免疫沉淀44-46
• 2.3. 實(shí)驗(yàn)引物列表46-48
• 3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果48-75
• 3.1. TDF1 標(biāo)簽互補(bǔ)轉(zhuǎn)基因株系的構(gòu)建與鑒定48-51
• 3.2. TDF1 直接調(diào)控AMS基因的表達(dá)51-54
• 3.3. 在tdf1 突變體中表達(dá)AMS基因不能夠恢復(fù)絨氈層空泡化及腫脹表型54-55
• 3.4. TDF1 與 AMS 蛋白的相互作用55-58
• 3.5. TDF1 主要調(diào)控了與各類酶家族、細(xì)胞壁合成和細(xì)胞發(fā)育的相關(guān)基因58-62
• 3.6. TDF1 直接調(diào)控 SKS11、SKS13、SKS18、EXPB5 基因的表達(dá)62-66
• 3.7. SKS18 基因的表達(dá)及功能分析66-67
• 3.8. AMS直接調(diào)控TEK和MS188 基因的表達(dá)67-69
• 3.9. ProAMS:TEK-GFP轉(zhuǎn)基因植株細(xì)胞學(xué)觀察69-72
• 3.10.ProAMS:MS188-GFP轉(zhuǎn)基因植株細(xì)胞學(xué)觀察72-75
• 4. 討論75-83
• 4.1. TDF1 直接調(diào)控AMS基因發(fā)揮絨氈層對(duì)花粉壁發(fā)育的作用75-77
• 4.2. TDF1 直接調(diào)控SKS18、EXPB5 基因發(fā)揮分泌型絨氈層的作用77-79
• 4.3. 絨氈層與花粉壁發(fā)育的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)79-83
• 參考文獻(xiàn)83-96
• 發(fā)表文章目錄96-97
• 致謝9

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本文編號(hào)：767107