【摘 要】
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高等植物中,胚胎的发育关系到种子的形成,而种子的萌发又关系到物种的延续,这两个发育过程都起到至关重要的作用。拟南芥作为一种模式植物,是研究胚胎发育和种子萌发的理想材料。我们的研究采用分析拟南芥突变体表型的方法,将拟南芥肌动蛋白相关蛋白ARP6定位到这两个发育过程中。拟南芥的胚胎发育是一个复杂的基因调控过程,到目前为止,已经发现了不下于200个基因在胚胎发育过程中起作用。胚胎极性的建立,细胞分裂,母
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高等植物中,胚胎的发育关系到种子的形成,而种子的萌发又关系到物种的延续,这两个发育过程都起到至关重要的作用。拟南芥作为一种模式植物,是研究胚胎发育和种子萌发的理想材料。我们的研究采用分析拟南芥突变体表型的方法,将拟南芥肌动蛋白相关蛋白ARP6定位到这两个发育过程中。拟南芥的胚胎发育是一个复杂的基因调控过程,到目前为止,已经发现了不下于200个基因在胚胎发育过程中起作用。胚胎极性的建立,细胞分裂,母性基因的表达以及激素途径等都会影响到胚胎的发育。种子的萌发同样是一个复杂的调控过程,除了相关基因的调控作用外,环境条件也有重要的影响。在这项研究中,我们首先得到了拟南芥的ARP6基因缺失突变体suf3,通过对suf3表型的分析,我们发现了suf3在胚胎发育和种子萌发方面都存在明显缺陷。进一步的研究表明,部分suf3在胚胎发育的早期,胚柄的发育就出现了异常,虽然胚柄是胚胎发育过程中的暂时性结构,但其作用却不能忽视。而在稍后的发育时期中,我们在suf3中观察到了退化的胚胎,很可能是由胚柄发育异常所造成的。在种子萌发方面,suf3的萌发存在延迟现象,特别是第二天和第三天,其萌发率明显低于野生型,随后的研究表明,GA能够部分恢复这种表型,而低浓度的ABA却能加剧这种表型,说明suf3的萌发延迟表型是由GA和ABA激素途径共同调控的,半定量RT-PCR实验中相关基因的表达也证实了这一点。NaCl、甘露醇等所造成的胁迫条件同样会影响到种子的萌发率,suf3对各种胁迫处理更加敏感,说明suf3在胁迫反应中存在缺陷。分子生物学实验结果也证明了这一点,suf3中胁迫诱导基因RD29A的表达量低于野生型。之前的研究已经阐明拟南芥中ARP6是染色质修饰复合体SWR1的一个组分,而SWR1的作用是促进相关染色质区域组蛋白H2A到H2A.Z的转化,从而激活该区域基因的表达。因此,我们推测suf3所造成的胚胎发育以及种子萌发方面的表型,很可能是由于在这两个发育过程中起重要作用的相关基因表达出现异常所致。而suf3突变体植株在发育的各个时期所表现出的丰富表型,也说明了ARP6是一种多效的发育调控因子,同时也说明了其作为染色质修饰复合体的成分对基因表达调控具有普遍性。
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