论文题目: 拟南芥UPRIGHT ROSETTE（URO）基因调控植株形态结构建成的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 遗传学
作者: 袁政
导师: 黄海
关键词: 拟南芥,生长素,侧枝发育,形态结构
文献来源: 中国科学院研究生院（上海生命科学研究院）
发表年度: 2005
论文摘要: 从T-DNA插入的突变体库中筛得uro突变体,遗传分析表明uro突变体是一个单一基因突变引起的半显性突变体。与野生型相比,uro突变体表现出多方面的生长发育异常:顶端优势丧失;茎增粗而且软;纯合uro突变体会出现雄蕊和花瓣数的异常,同源器官的异型转换以及花序生长的提前终止。进一步的生理实验观察表明,uro突变体在早期生长中其下胚轴长于野生型,并在下胚轴上有少数不定根的产生。对uro突变体分枝的统计表明,uro突变体的茎生叶侧枝及三四级侧枝明显多于野生型。茎的细胞学切片分析表明,uro突变体茎中束间纤维组织发育受阻,皮层细胞增大和增多。通过构建双突变体的遗传学方法分析表明,URO基因作用于LAS和IFL1/REV基因的上游,对拟南芥的侧枝发育起到调控作用,并且这一调控途径不同于生长素信号传递调节因子AXR1和AXR3基因所参与的侧枝发育调控途径。uro突变体表型的多样性、茎中组织的异常发育和顶端优势丧失使我们推测URO基因可能参与了生长素调控的植株生长发育过程,从而在多方面拟南芥植株生长发育中起到调控作用。引入生长素的标记基因DR5::GUS至uro突变体中观察表明,uro突变体的生长素时空分布的特异性发生了改变。生长素原位免疫实验表明,uro突变体中的自由态生长素含量较野生型低。对生长素诱导的下游基因分析表明,uro突变体中的GH3类基因的表达上升,ARF6和ARF8表达量下降。表明URO基因可能通过调控GH3类基因的表达,从而影响了拟南芥植株中自由态生长素的含量。用TAIL-PCR的方法克隆到URO基因。序列分析表明,URO基因是含有一个C2H2的锌指转录因子。T-DNA序列插入在URO基因起始编码框前164bp处。这一插入引起URO基因在突变体中的过量表达。RT-PCR-Southern分析表明,URO基因在野生型中遍在表达,但表达量很低。IAAH-p-URO-23145构建转化子的表型与uro突变体的表型一致,证明所克隆的URO基因的过量表达是引起uro突变体表型的原因。过量表达URO基因至野生型植株中会引起转化子植株的茎顶端发育受阻并死亡。将过量表达URO基因的构建引入DR5::GUS植株中分析表明,URO基因的过量表达引起生长素在转化子的子叶和顶端分生组织中大量积累。进一步证明URO基因参与了生长素调控的拟南芥植株发育过程。
论文目录:
综述—植物地上部分形态结构的建成
引言
茎顶端的建立和维持
叶器官的发育和叶序的建成
花器官的发育和花序轴的建立
侧枝的发育
（一） 侧枝的生长与植物的形态结构
（二） 侧生分生组织的产生和发育
（三） 环境条件对侧枝发育的影响
（四） 生长素与侧枝发育
（五） 生长素与细胞分裂素在侧枝发育中的作用
（六） 其他植物激素与侧枝发育
（七） 生长素和体内可移动因子对侧枝发育的调控
（八） 调控植物侧枝发育机制的探讨
材料与方法
一、植物材料的培养
二、扫描电镜样品制作方法
三、拟南芥转化
四、植物组织提取DNA
五、植物组织提取RNA
六、RT-PCR
七、随机引物法标记探针
八、Southern 杂交
九、Northern
十、原位杂交
十一、TAIL-PCR
十二、GUS染色
十三、生长素原位免疫实验
正文部分
摘要
Abstract
实验结果
遗传学背景
形态学观察
幼苗的生长
株型
叶的生长
茎的生长
营养生长期突变体植株的扫描观察
花及果的生长
小结
生理实验分析
uro 突变体下胚轴的生长
uro 突变体对生长素的反应
uro 突变体对细胞分裂素的反应
生长素整体原位免疫实验
DR5::GUS uro 双突变体的分析
小结
双突变体的构建及分析
ifl1/rev uro 双突变体的分析
las4 uro 双突变体的分析
axr1-3 uro 双突变体的分析
ifl1 axr1-3 双突变体的分析
uro axr3 双突变体的分析
嫁接实验
小结
基因克隆
URO 基因的克隆
URO 基因的序列分析
URO 基因表达模式的初步分析
URO 基因的过量表达是引起uro 突变体表型的原因
关于URO 基因功能的进一步分析
小结
讨论
一、URO基因参与调控了拟南芥植物各阶段的发育
二、URO基因是拟南芥中参与侧枝发育调控系统的一个新成员
三、URO基因是锌指蛋白家族的一员
四、uro 突变中生长素的时空特异性分布发生了改变
五、URO 基因可能的调控机制
参考文献
附件一
附件二
附件三
附件四
致 谢
发布时间: 2007-08-15
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