侧根原基与愈伤组织芽再生的分子基础比较分析
发布时间：2021-09-19 22:36
植物在合适的体外培养条件下通过产生愈伤组织重新形成茎尖分生组织,进而再生芽和整个植株。近来的研究发现,通过适宜浓度的激素处理,模式植物拟南芥的侧根原基可以不经过愈伤组织而直接转分化形成茎尖分生组织。上述两种形成茎尖分生组织再生芽的途径在机制上有何异同,是一个十分有意义的发育生物学问题。本研究以拟南芥为材料,将外植体先后在含有生长素NAA和细胞分裂素2-iP的培养基中培养,使得经过愈伤组织的再生芽和侧根原基转分化形成的再生芽可以在同一外植体上同时发生。本研究以该体系为基础,通过细胞学、遗传学和转录组学等手段,对这两种芽再生的机理进行了初步分析,主要结果如下:形态学观察结果表明,在侧根原基来源的芽再生过程中,早期侧根原基发育,中期形成转换期器官,后期发育为茎尖分生组织;在愈伤组织来源的芽再生过程中,早期愈伤组织发育,中期形成转换期器官,后期发育为茎尖分生组织。转录组学结果显示,与根发育相关的基因在两种芽再生过程中均有表达,说明愈伤组织具有侧根原基的性质,这与前人的研究结果是一致的。进一步的分析发现,参与植物激素信号转导和合成的基因在两种途径之间表现出显著差异。其中,与生长素合成相关基因YU...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
茎端分生组织结构（HeidstraandSabatini,2014）
山东农业大学硕士学位论文3在组织中心区域表达（Brandetal.,2000；Fletcheretal.,1999；Schoofetal.,2000；Trotochaudetal.,2000），在这个过程中磷酸酶POLTERGEIST（POL）和POLTERGEIST-like1（PLL1）是CLV受体与WUS表达之间的关键中间体（图1-2）。WUS-CLV3之间的负反馈回路对于维持干细胞的正常数量发挥了至关重要的作用（图1-2）。图1-2茎端分生组织的分子调控网络（HeidstraandSabatini,2014）Fig.1-2Themolecularregulationinshootapicalmeristem拟南芥茎端分生组织转录组分析表明WUS可以激活大部分干细胞和组织中心区域基因的特异表达，又会抑制部分外围的不同分化细胞中基因的表达（Buschetal.,2010；Yadavetal.,2009；Yadavetal.,2013）。WUS直接与保守基序结合，激活（例如CLV3）和抑制（例如KAN1）基因表达（Buschetal.,2010；Lohmannetal.,2001；Yadavetal.,2011；Yadavetal.,2013）。WUS通过招募共激活因子和共抑制因子靶向启动子。干细胞与组织中心之间的联系可以维持干细胞池的稳态（Mulleretal.,2006）。CLV1编码受体蛋白激酶，具有传递CLV3信号的作用，CLV3编码的小肽通过CLV1受体负调控WUS的表达，这也表明WUS在组织中心中的表达是一个可以自动调节的回路（图1-2）（Buschetal.,2010）。此外，使用植物激素细胞分裂素（促进细胞增殖）处理后，WUS表达域扩大，而CLV3表达域相对稳定。ERECTA（ER）家族受体激酶在缓冲WUS下游的细胞分裂素效应中起着冗余的作用。碱性螺旋环螺旋（bHLH）转录因子HEC1可以特异性地刺激干细胞增殖。HEC1受WUS负调控，组织细胞中HEC1的存在对干细胞的维持至关重要。HEC1能够解耦WUS与CLV的反馈回路，调整干细胞与组织者的比
侧根原基与愈伤组织芽再生的分子基础比较分析4例，从而平衡细胞的增殖与分化（Schusteretal.,2014）。最近的研究表明，在SAM的发育和维持过程中，KNOTTED1-LIKEHOMEOBOX（KNOX1）家族基因和细胞分裂素可能参与正向调控循环（Shietal.,2018），AUXINRESPONSEFACTOR（ARF5）介导的生长素信号通过抑制DORNROSCHEN（DRN）表达负向调控CLV3，从而调控植物茎端分生组织干细胞的活动（Luoetal.,2018）。1.3.3根端分生组织与茎端分生组织不同，根端干细胞分化能力具有特异性，分别发育成根的不同组织，包括中柱、内皮层、皮层、表皮、侧根冠和小柱细胞（图1-3）。初生根分生组织由两层干细胞组成，位于静止中心的正上方和正下方。静止中心是一组由4个细胞组成的细胞群，起着组织者的作用，能够防止细胞分化。每个靠近静止中心的干细胞都进行不对称的细胞分裂，进行自我更新并产生子细胞，子细胞在分生组织区分裂若干次，然后离开过渡区。随后，细胞伸长并保持特定的分化状态（图1-3）。位于静止中心远端的干细胞产生子代细胞，这些子代细胞促使根冠形成。产生侧根的次生分生组织是由根的内部组织层内的一部分细胞从头开始形成的。在接收到生长素信号后，中柱鞘细胞的成熟细胞失去分化状态，开始分裂（WeigelandJürgens,2002）。图1-3根端分生组织结构（HeidstraandSabatini,2014）Fig.1-3Thestructureofrootapicalmeristem
本文编号：3402462
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
茎端分生组织结构（HeidstraandSabatini,2014）
山东农业大学硕士学位论文3在组织中心区域表达（Brandetal.,2000；Fletcheretal.,1999；Schoofetal.,2000；Trotochaudetal.,2000），在这个过程中磷酸酶POLTERGEIST（POL）和POLTERGEIST-like1（PLL1）是CLV受体与WUS表达之间的关键中间体（图1-2）。WUS-CLV3之间的负反馈回路对于维持干细胞的正常数量发挥了至关重要的作用（图1-2）。图1-2茎端分生组织的分子调控网络（HeidstraandSabatini,2014）Fig.1-2Themolecularregulationinshootapicalmeristem拟南芥茎端分生组织转录组分析表明WUS可以激活大部分干细胞和组织中心区域基因的特异表达，又会抑制部分外围的不同分化细胞中基因的表达（Buschetal.,2010；Yadavetal.,2009；Yadavetal.,2013）。WUS直接与保守基序结合，激活（例如CLV3）和抑制（例如KAN1）基因表达（Buschetal.,2010；Lohmannetal.,2001；Yadavetal.,2011；Yadavetal.,2013）。WUS通过招募共激活因子和共抑制因子靶向启动子。干细胞与组织中心之间的联系可以维持干细胞池的稳态（Mulleretal.,2006）。CLV1编码受体蛋白激酶，具有传递CLV3信号的作用，CLV3编码的小肽通过CLV1受体负调控WUS的表达，这也表明WUS在组织中心中的表达是一个可以自动调节的回路（图1-2）（Buschetal.,2010）。此外，使用植物激素细胞分裂素（促进细胞增殖）处理后，WUS表达域扩大，而CLV3表达域相对稳定。ERECTA（ER）家族受体激酶在缓冲WUS下游的细胞分裂素效应中起着冗余的作用。碱性螺旋环螺旋（bHLH）转录因子HEC1可以特异性地刺激干细胞增殖。HEC1受WUS负调控，组织细胞中HEC1的存在对干细胞的维持至关重要。HEC1能够解耦WUS与CLV的反馈回路，调整干细胞与组织者的比
侧根原基与愈伤组织芽再生的分子基础比较分析4例，从而平衡细胞的增殖与分化（Schusteretal.,2014）。最近的研究表明，在SAM的发育和维持过程中，KNOTTED1-LIKEHOMEOBOX（KNOX1）家族基因和细胞分裂素可能参与正向调控循环（Shietal.,2018），AUXINRESPONSEFACTOR（ARF5）介导的生长素信号通过抑制DORNROSCHEN（DRN）表达负向调控CLV3，从而调控植物茎端分生组织干细胞的活动（Luoetal.,2018）。1.3.3根端分生组织与茎端分生组织不同，根端干细胞分化能力具有特异性，分别发育成根的不同组织，包括中柱、内皮层、皮层、表皮、侧根冠和小柱细胞（图1-3）。初生根分生组织由两层干细胞组成，位于静止中心的正上方和正下方。静止中心是一组由4个细胞组成的细胞群，起着组织者的作用，能够防止细胞分化。每个靠近静止中心的干细胞都进行不对称的细胞分裂，进行自我更新并产生子细胞，子细胞在分生组织区分裂若干次，然后离开过渡区。随后，细胞伸长并保持特定的分化状态（图1-3）。位于静止中心远端的干细胞产生子代细胞，这些子代细胞促使根冠形成。产生侧根的次生分生组织是由根的内部组织层内的一部分细胞从头开始形成的。在接收到生长素信号后，中柱鞘细胞的成熟细胞失去分化状态，开始分裂（WeigelandJürgens,2002）。图1-3根端分生组织结构（HeidstraandSabatini,2014）Fig.1-3Thestructureofrootapicalmeristem
本文编号：3402462
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/benkebiyelunwen/3402462.html
