拟南芥RUS4基因在雄蕊成熟中的作用

发布时间：2021-05-19 20:58

　　拟南芥功能未知结构域蛋白（Domain of unknown function 647,DUF647）家族基因中的RUS4（ROOT UV-B SENSITIVE 4）编码一种功能未知的蛋白。我们实验室前期通过人工microRNA（artificial microRNAs,amiRNAs）技术对拟南芥RUS4基因进行了特异沉默,获得了敲低RUS4的稳定转基因株系,称为amiR-RUS4。amiR-RUS4花药药室内壁缺乏次生加厚,花药不能开裂,导致雄性不育。在本论文中,我们发现amiR-RUS4植株还表现出了花丝伸长的缺陷。RUS4-GFP融合蛋白定位在叶绿体中,而植物内源激素茉莉酸（JA）生物合成的第一步也发生在叶绿体中。因此我们推测RUS4基因可能参与JA介导的雄蕊发育。研究结果表明,与野生型相比,amiR-RUS4植株花蕾中JA生物合成基因的表达量显著增加,而MYC型转录因子MYC2、MYC5以及MYB型转录因子MYB21、MYB24、MYB57和MYB108的转录丰度在amiR-RUS4植株的雄蕊中显著降低,这些转录因子已经被证明可以调节雄蕊成熟。已有研究表明,植物生长素可以通... 

【文章来源】：山西大学山西省

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 植物界中的“果蝇”——拟南芥
    1.2 拟南芥DUF647 家族基因
    1.3 拟南芥花药和花粉的发育过程
    1.4 茉莉酸
        1.4.1 茉莉酸的发现以及在雄蕊发育中的作用
        1.4.2 茉莉酸的生物合成
        1.4.3 茉莉酸的信号转导
    1.5 生长素调控茉莉酸介导雄性育性
    1.6 本课题研究的意义
第二章 敲减拟南芥RUS4 基因导致花丝伸长缺陷
    2.1 前言
    2.2 实验材料
    2.3 实验试剂和仪器
        2.3.1 实验试剂
        2.3.2 实验仪器
    2.4 实验方法
        2.4.1 拟南芥的培养
        2.4.2 野生型和amiR-RUS4 植株的雌蕊和雄蕊在不同发育阶段的长度测量
        2.4.3 植株组织的采取
        2.4.4 RNA的提取
        2.4.5 RNA的反转录
        2.4.6 实时荧光定量PCR
    2.5 实验结果
        2.5.1 拟南芥野生型和amiR-RUS4 株系的表型
        2.5.2 amiR-RUS4 植株雄蕊大部分未到达柱头高度
        2.5.3 RUS4 在野生型不同组织中的表达量分析
        2.5.4 RUS4 在野生型花和雄蕊不同发育时期的表达量分析
    2.6 讨论
第三章 茉莉酸和生长素相关基因在amiR-RUS4 中的表达
    3.1 前言
    3.2 实验材料
    3.3 实验试剂和仪器
        3.3.1 实验试剂
        3.3.2 实验仪器
    3.4 实验方法
        3.4.1 RNA的提取
        3.4.2 RNA的反转录
        3.4.3 qPCR
    3.5 实验结果
        3.5.1 amiR-RUS4 花蕾中JA合成基因显著上升
        3.5.2 amiR-RUS4 花蕾中JA的阻遏物JAZ表达量显著升高
        3.5.3 amiR-RUS4 花蕾中MYC2、MYC5 基因的表达量显著降低
        3.5.4 amiR-RUS4 雄蕊中响应JA的 MYB转录因子显著降低
        3.5.5 amiR-RUS4 花蕾中IAA19 基因表达量显著上升
        3.5.6 amiR-RUS4 花蕾中ARF8.4 基因表达量显著降低
    3.6 讨论
第四章 RUS6 可能与RUS4 功能冗余的调控拟南芥雄性育性
    4.1 前言
    4.2 实验材料
    4.3 实验试剂和仪器
        4.3.1 实验试剂
        4.3.2 实验仪器
    4.4 实验方法
        4.4.1 qPCR
        4.4.2 花粉的体外萌发
        4.4.3 花药的溴化乙锭和吖啶橙染色
    4.5 实验结果
        4.5.1 RUS6 基因在rus4 突变体中表达量上升
        4.5.2 筛选到的纯合amiR-RUS6 植株育性显著降低
        4.5.3 amiR-RUS6 植株花粉萌发力显著降低
        4.5.4 amiR-RUS6 植株药室内壁次生加厚异常
    4.6 讨论
总结与展望
参考文献
致谢
个人简介及联系方式


【参考文献】：
期刊论文
[1]拟南芥RUS4基因沉默对花药药室内壁次生加厚的影响[J]. 李文超,张艺,赵淑青.  中国细胞生物学学报. 2019(04)
[2]拟南芥DUF647家族成员RUS4植物表达载体的构建及亚细胞定位[J]. 张艺,王晓晶,赵淑清.  分子植物育种. 2020(02)
[3]植物生殖发育分子机理简述[J]. 尹伟平,刘闯,潘美昕,狄贵秋,申哲,刘雪梅.  生物学杂志. 2016(04)
[4]植物花药开裂机制研究进展[J]. 丁泽琴,王志敏,牛义,汤青林,田时炳,王永清,杨洋,宋明.  中国蔬菜. 2013(08)
[5]人工microRNAs对拟南芥At1g13770和At2g23470基因的特异沉默[J]. 李文超,赵淑清.  遗传. 2012(03)
[6]模式植物拟南芥基因组研究进展[J]. 徐平丽,张传坤,孙万刚,单雷,李新国.  山东农业科学. 2006(06)
[7]拟南芥——一把打开植物生命奥秘大门的钥匙[J]. 张振桢,许煜泉,黄海.  生命科学. 2006(05)

硕士论文
[1]AtMYB103在拟南芥花药发育过程中分子调控机理的研究[D]. 王晨.上海师范大学 2009



本文编号：3196431