拟南芥乙烯相关突变体ecs1的研究

论文摘要

乙烯是迄今为止发现的6大类植物激素之一,它广泛存在于植物体中,乙烯导致植物的“三重反应”,刺激根的萌生、抑制幼苗生长、促进果实成熟等,参与植物生长发育的多个方面。本研究所用材料为EMS诱变得到的一个隐性纯合突变体ecs1（epidermal cell swelling）。ecs1突变体叶柄变短,叶片变圆,叶扁平细胞“肿胀”。暗培养条件下,ecs1下胚轴变短变粗并且沿逆时针扭曲,表现出类似于乙烯三重反应的表型；光培养下,ecs1根长变短,根毛数增多。由此推测ecs1可能与乙烯代谢有关。外源施加乙烯的直接前体物质ACC,发现ecs1对ACC敏感性降低；施加乙烯合成抑制剂AVG和作用抑制剂Ag-,ecs1根长和下胚轴长无明显变化,根毛数则明显减少。气相色谱仪测定乙烯含量,发现ecs1内源乙烯含量增高,大约是野生型的2倍,由此推测ECS1基因可能参与了乙烯的合成通路或信号传导。酵母双杂交结果表明,包含TIR-NB结构域的ECS1蛋白与乙烯信号通路中的相关组分EIN3、CTR1、EBF1、MAPK6.EDF1和ERF1以及乙烯合成通路的ACS5、ACS6和ACS7均没有直接相互作用。同时,我们构建ecs1与乙烯信号通路突变体etr1-3、ctr1-1和ein3-1的双突变,初步遗传分析表明ecs1可能没有直接参与乙烯信号通路。上述初步结果表明,ECS1可能没有直接参与乙烯信号通路,而是参与乙烯合成的调节；同时推测,ECS1可能通过作用于表皮细胞形态信号通路中的未知信号通路而影响表皮细胞形态的变化。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 缩略词表
• 第一章 前言
• 1.1 乙烯对植物生长发育的影响
• 1.1.1 乙烯的发现过程
• 1.1.2 乙烯调节植物发育的研究进展
• 1.1.3 乙烯的经济价值
• 1.2 乙烯的合成过程
• 1.2.1 乙烯的生物合成过程
• 1.2.2 乙烯生物合成的关键酶
• 1.2.3 乙烯生物合成调控
• 1.3 乙烯信号传导途径
• 1.3.1 ETR1蛋白及同源物的作用
• 1.3.2 CTR1:Raf相关蛋白激酶
• 1.3.3 EIN2:具转导中介作用的膜内在蛋白
• 1.3.4 EIN3：乙烯信号途径的核定位因子
• 1.4 本研究的目的和意义
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 拟南芥材料
• 2.1.2 工具酶及试剂
• 2.1.3 常用培养基配方
• 2.1.4 常用试剂
• 2.1.5 试剂盒
• 2.1.6 化学试剂
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 拟南芥无菌苗培养
• 2.2.2 拟南芥的土壤栽培
• 2.2.3 CTAB法提取植物DNA
• 2.2.4 ecs1与乙烯相关单突变体双突变体的构建及鉴定
• 2.2.5 酵母双杂载体构建
• 2.2.6 RNA干扰载体的构建
• 2.2.7 构建35S启动子下融合GFP的ACS5和ACS6基因的超表达载体
• 2.2.8 Floral Dipping法转化拟南芥
• 2.2.9 转基因植株筛选
• 2.2.10 RNA的提取
• 2.2.11 cDNA第一链的合成
• 2.2.12 RT-PCR
• 2.2.13 qRT-PCR
• 第三章 结果与分析
• 3.1 ecs1突变体表现出乙烯三重反应,内源乙烯含量增多
• 3.1.1 ecs1下胚轴变短扭曲,根长变短,根毛数增多
• 3.1.2 ecs1突变体的根表皮细胞变粗短
• 3.1.3 ecs1突变体对乙烯前体ACC敏感性降低
• 3能部分恢复ecs1的表型'>3.1.4 乙烯抑制剂AVG、AgNO₃能部分恢复ecs1的表型
• 3.2 拟南芥乙烯信号通路和合成通路中的相关基因与ECS1基因的酵母双杂实验
• 3.3 乙烯相关突变体与ecs1的双突变体的构建及表型分析
• 3.3.1 etr1 ecs1双突变体表现为ecs1的表型
• 3.3.2 ctr1 ecs1双突变体表现为ctr1-1表型的加剧
• 3.3.3 ein3 ecs1双突变体表现为ecs1的表型
• 3.4 ACS5、ACS6基因超表达植株部分模拟ecs1的表型
• 3.5 RNAi干扰ECS1基因的研究
• 第四章 讨论
• 4.1 ecs1是一个乙烯相关的突变体
• 4.2 ECS1调控下胚轴和根的表型部分依赖于乙烯信号通路
• 4.3 ECS1可能影响了乙烯合成通路
• 4.4 RNA干扰ECS1基因不能使ecs1的表型恢复
• 小结
• 参考文献
• 致谢