田特:拟南芥AP2/ERF转录因子ERFⅡ-1和ERFⅡ-2调控植物侧根生长发育的研究论文

田特:拟南芥AP2/ERF转录因子ERFⅡ-1和ERFⅡ-2调控植物侧根生长发育的研究论文

本文主要研究内容

作者田特(2019)在《拟南芥AP2/ERF转录因子ERFⅡ-1和ERFⅡ-2调控植物侧根生长发育的研究》一文中研究指出:根对于植物至关重要,因为它能感知和摄取营养物质与水分、储存营养物质、固定植物体以及无性生殖。植物根系由两种不同类型的根组成:一种是由胚根发育形成的主根;另一种根是在胚后发育时期形成,包括侧根和不定根等。其中侧根由主根分支形成,不定根由嫩枝、茎或叶形成。侧根的形成和发展对植物根系结构起着至关重要的决定作用。因此,研究侧根对深入认识植物根系生长发育的调控机理及基于根型结构改良的作物生产都具有重要的意义。拟南芥的根系比较简单,目前人们对拟南芥侧根的起始和发育有了比较详细的研究。侧根由已有的根分支形成,这个过程受多种因素调控,如内在的激素信号和外在的环境信号等。作为根发育的强有力的调控者,生长素在控制根系发育和建成中起着重要作用。生长素能够与多种激素互作来调控侧根的生长发育。生长素的合成、极性运输以及信号转导等过程都对侧根的生长发育有影响。其中,ARF7/19-LBDs介导的生长素信号通路是目前研究的最为深入也最为清楚的侧根调控途径。为了进一步阐明侧根生长发育的调控因子,深入解析生长素调控侧根发育的分子机制。我们通过表达谱筛选,分离到了两个能够受生长素诱导表达的AP2/ERF转录因子编码基因ERFⅡ-1和ERFⅡ-2。表型分析发现,过表达ERFⅡ-1或ERFⅡ-2会使侧根的萌发(emergence)密度显著减少,而突变ERFⅡ-1或ERFⅡ-2会使侧根的emergence密度明显增加。说明转录因子ERFⅡ-1和ERFⅡ-2参与侧根发育的调控。进一步研究发现,生长素诱导ERFⅡ-1和ERFⅡ-2的转录表达,不受ARF7/19-LBDs介导的生长素信号通路的调控。而且ERFⅡ-1和ERFⅡ-2过表达与ERFⅡ-1-SRDC和ERFⅡ-2-SRDX植株中,ARF7、ARF19、1AA3、IAA14、LBD16、LBD17、LBD18和LBD29等生长素信号通路的关键基因表达量都没有明显的变化,表明ERFⅡ-1和ERFⅡ-2对侧根的调控可能不是通过影响这些基因的转录表达来实现的。为了探究ERFⅡ-1和ERFⅡ-2调控侧根发育的机制,分别提取野生型Col、ERFⅡ-1 和ERFⅡ-2过表达与ERFⅡ-1-SRDX和ERFⅡ-2-SRDX株系幼苗根的总RNA进行转录组测序。通过分析测序数据和定量验证有关基因,最终验证出了WAKL4、KCS16、MYBL2、PMAT2和CAPE3五个基因明显的受ERFⅡ-1和ERFⅡ-2转录调控。用NAA处理野生型Col幼苗后,WAKL4、KCS16和MYBL2的表达量明显上调,而PMAT2和CAPE3这两个基因的表达量明显下调,表明这几个基因都能响应生长素。wak14、pmat2和cape3变体表型分析发现,WAKL4具有促进侧根emergence的功能,而PMAT2和CAPE3具有抑制侧根emergence的功能。KCS16和MYBL2在侧根原基中有表达,表明KCS16和MYBL2可能参与调控侧根发育。ERFⅡ-1和ERFⅡ-2可能通过调控下游这五个基因来调控侧根的emergence。ERFⅡ-1和ERFⅡ-2都是AP2/ERF超家族中的转录因子。这个超家族中的转录因子在植物响应多种胁迫以及植物的生理过程中发挥着重要功能。目前,对AP2/ERF家族中一些成员的功能有了比较详细的研究,但是有关调控侧根发育的研究比较少。本研究有助于加深对侧根发育和AP2/ERF家族转录因子功能的认识。

Abstract

gen dui yu zhi wu zhi guan chong yao ,yin wei ta neng gan zhi he she qu ying yang wu zhi yu shui fen 、chu cun ying yang wu zhi 、gu ding zhi wu ti yi ji mo xing sheng shi 。zhi wu gen ji you liang chong bu tong lei xing de gen zu cheng :yi chong shi you pei gen fa yo xing cheng de zhu gen ;ling yi chong gen shi zai pei hou fa yo shi ji xing cheng ,bao gua ce gen he bu ding gen deng 。ji zhong ce gen you zhu gen fen zhi xing cheng ,bu ding gen you nen zhi 、jing huo xie xing cheng 。ce gen de xing cheng he fa zhan dui zhi wu gen ji jie gou qi zhao zhi guan chong yao de jue ding zuo yong 。yin ci ,yan jiu ce gen dui shen ru ren shi zhi wu gen ji sheng chang fa yo de diao kong ji li ji ji yu gen xing jie gou gai liang de zuo wu sheng chan dou ju you chong yao de yi yi 。ni na gai de gen ji bi jiao jian chan ,mu qian ren men dui ni na gai ce gen de qi shi he fa yo you le bi jiao xiang xi de yan jiu 。ce gen you yi you de gen fen zhi xing cheng ,zhe ge guo cheng shou duo chong yin su diao kong ,ru nei zai de ji su xin hao he wai zai de huan jing xin hao deng 。zuo wei gen fa yo de jiang you li de diao kong zhe ,sheng chang su zai kong zhi gen ji fa yo he jian cheng zhong qi zhao chong yao zuo yong 。sheng chang su neng gou yu duo chong ji su hu zuo lai diao kong ce gen de sheng chang fa yo 。sheng chang su de ge cheng 、ji xing yun shu yi ji xin hao zhuai dao deng guo cheng dou dui ce gen de sheng chang fa yo you ying xiang 。ji zhong ,ARF7/19-LBDsjie dao de sheng chang su xin hao tong lu shi mu qian yan jiu de zui wei shen ru ye zui wei qing chu de ce gen diao kong tu jing 。wei le jin yi bu chan ming ce gen sheng chang fa yo de diao kong yin zi ,shen ru jie xi sheng chang su diao kong ce gen fa yo de fen zi ji zhi 。wo men tong guo biao da pu shai shua ,fen li dao le liang ge neng gou shou sheng chang su you dao biao da de AP2/ERFzhuai lu yin zi bian ma ji yin ERFⅡ-1he ERFⅡ-2。biao xing fen xi fa xian ,guo biao da ERFⅡ-1huo ERFⅡ-2hui shi ce gen de meng fa (emergence)mi du xian zhe jian shao ,er tu bian ERFⅡ-1huo ERFⅡ-2hui shi ce gen de emergencemi du ming xian zeng jia 。shui ming zhuai lu yin zi ERFⅡ-1he ERFⅡ-2can yu ce gen fa yo de diao kong 。jin yi bu yan jiu fa xian ,sheng chang su you dao ERFⅡ-1he ERFⅡ-2de zhuai lu biao da ,bu shou ARF7/19-LBDsjie dao de sheng chang su xin hao tong lu de diao kong 。er ju ERFⅡ-1he ERFⅡ-2guo biao da yu ERFⅡ-1-SRDChe ERFⅡ-2-SRDXzhi zhu zhong ,ARF7、ARF19、1AA3、IAA14、LBD16、LBD17、LBD18he LBD29deng sheng chang su xin hao tong lu de guan jian ji yin biao da liang dou mei you ming xian de bian hua ,biao ming ERFⅡ-1he ERFⅡ-2dui ce gen de diao kong ke neng bu shi tong guo ying xiang zhe xie ji yin de zhuai lu biao da lai shi xian de 。wei le tan jiu ERFⅡ-1he ERFⅡ-2diao kong ce gen fa yo de ji zhi ,fen bie di qu ye sheng xing Col、ERFⅡ-1 he ERFⅡ-2guo biao da yu ERFⅡ-1-SRDXhe ERFⅡ-2-SRDXzhu ji you miao gen de zong RNAjin hang zhuai lu zu ce xu 。tong guo fen xi ce xu shu ju he ding liang yan zheng you guan ji yin ,zui zhong yan zheng chu le WAKL4、KCS16、MYBL2、PMAT2he CAPE3wu ge ji yin ming xian de shou ERFⅡ-1he ERFⅡ-2zhuai lu diao kong 。yong NAAchu li ye sheng xing Colyou miao hou ,WAKL4、KCS16he MYBL2de biao da liang ming xian shang diao ,er PMAT2he CAPE3zhe liang ge ji yin de biao da liang ming xian xia diao ,biao ming zhe ji ge ji yin dou neng xiang ying sheng chang su 。wak14、pmat2he cape3bian ti biao xing fen xi fa xian ,WAKL4ju you cu jin ce gen emergencede gong neng ,er PMAT2he CAPE3ju you yi zhi ce gen emergencede gong neng 。KCS16he MYBL2zai ce gen yuan ji zhong you biao da ,biao ming KCS16he MYBL2ke neng can yu diao kong ce gen fa yo 。ERFⅡ-1he ERFⅡ-2ke neng tong guo diao kong xia you zhe wu ge ji yin lai diao kong ce gen de emergence。ERFⅡ-1he ERFⅡ-2dou shi AP2/ERFchao jia zu zhong de zhuai lu yin zi 。zhe ge chao jia zu zhong de zhuai lu yin zi zai zhi wu xiang ying duo chong xie pai yi ji zhi wu de sheng li guo cheng zhong fa hui zhao chong yao gong neng 。mu qian ,dui AP2/ERFjia zu zhong yi xie cheng yuan de gong neng you le bi jiao xiang xi de yan jiu ,dan shi you guan diao kong ce gen fa yo de yan jiu bi jiao shao 。ben yan jiu you zhu yu jia shen dui ce gen fa yo he AP2/ERFjia zu zhuai lu yin zi gong neng de ren shi 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自山东大学的田特,发表于刊物山东大学2019-07-16论文,是一篇关于拟南芥论文,侧根论文,转录论文,山东大学2019-07-16论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自山东大学2019-07-16论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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