拟南芥TRANSPORTIN 1在顶端分生组织发育及激素响应中的功能研究

发布时间：2020-06-28 02:18

【摘要】：拟南芥TRANSPORTIN 1(TRN1)属于Importinβ家族,该家族成员的主要功能是作为受体介导相关蛋白的核质转运。若核质转运无法顺利进行,则导致目标蛋白不能正常发挥作用,从而影响细胞乃至整个植物体正常的生命活动。本研究基于本实验室前期的研究结果,主要对纯合突变体trn1与野生型(Col)植物在顶端分生组织相关Marker基因表达、植物激素响应方面的比较分析,以及对与TRN1存在相互作用的基因的定量分析,对TRN1在植物生长发育进程中的功能进行了探究。trn1纯合突变体茎端分生组织发育缓慢且形状不规则,且根尖分生组织发育有缺陷。为了探究其分子机制,我们分别通过杂交向trn1突变体中导入了茎尖分生组织维持有关的WUS或CLV3基因启动子驱动的GUS基因(pWUS:GUS和pCLV3:GUS)、QC特异性标记基因启动子驱动的GUS基因(QC46:GUS和QC184:GUS)、能够形象地反映出根尖生长素的分布情况的DR5:GUS、细胞周期的标记基因pCYCB:GUS、在根尖分生组织干细胞调控中起作用的PLT1、PLT2、以及SHR等基因的启动子驱动的pPLT1:CFP和pPLT2:CFP以及pPLT1:PLT1:YFP、pPLT2:PLT2:YFP和pSHR:SHR:eGFP等融合基因。通过检测这些基因的表达,发现在trn1纯合突变体中所有这些基因,无论是表达部位还是表达量,都受到了一定程度的影响。另外我还探究了trn1纯合突变体与WT对细胞分裂素和生长素的响应情况并分别分析了其信号通路上相关基因的表达水平,结果表明:trn1纯合突变体对细胞分裂素敏感性增加,但是对生长素敏感性下降,并且发现激素响应信号通路相关基因的表达量都发生变化;最后我对前期酵母杂交获得的结果做了定量分析,发现相关基因在trn1纯合突变体中表达量都发生了变化,以此为基础,我们进一步分析了互作基因的功能。通过本论文的研究我们发现:TRN1在植物生长发育过程中,通过影响WUS、CLV3、PLT1、PLT2以及SHR、CYCB等基因的表达,进而影响了植物顶端分生组织的发育;TRN1通过调控细胞分裂素信号通路中ARRs响应因子的表达,影响植物对细胞分裂素的响应;TRN1通过调控生长素运输相关基因的表达,影响植物对生长素的响应;此外,TRN1还可以与多种蛋白相互作用,最终影响了多种生物学过程。因此,我们认为TRN1在拟南芥中作为核质转运蛋白,通过影响一系列底物蛋白的转运,参与多个生物学过程,同时为我们接下来寻找TRN1的底物创造了条件。
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q945.4
【图文】：

SAM的结构

反馈调节,细胞分裂素

图 1-2 WUS/CLV 反馈调节环[28]AM 的发育还与细胞分裂素有关，有研究表明 SAM 的中心区域细胞很高，并且细胞分裂素响应因子的水平也较高，因此细胞分裂素可胞的维持很重要[42]。进一步研究表明，SAM 关键基因 STM 能够通裂素合成相关基因 ISOPENTENYL TRANSFERASE (IPT) 的表达而素的生物合成[43]。另有研究表明，异位表达 WUS 可以抑制细胞分中的负调控因子 A-ARRs 的表达，并且过表达 A-ARRs 会抑制 WU因此细胞分裂素不仅对于茎尖干细胞的维持很重要，还可以通过调控参与分生区大小的调控。结合之前的研究，WUS 和 CLV3 组成的反持干细胞和分生组织大小，因此由细胞分裂素信号产生的反馈机制胞准确的定位以及细胞分裂时维持干细胞的过程中起作用[44]。根顶端分生组织拟南芥根顶端分生组织 RAM 中，所有细胞层被组织为一个简单的

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