论文部分内容阅读
花发育的分子调控机制是植物发育生物学的研究热点之一。目前我们对花发育分子调控机制已经有一些认识,但是花发育是一个精细复杂的调控信号网络,尚有许多途径有待发现与研究。在筛选与维管发育相关的拟南芥突变体过程中,获得了一个花发育明显异常的株系(Atlg52910),命名为AFDL。本研究以此为研究材料,以野生型为对照,比较了AFDL花发育过程,利用基因芯片和Real-time PCR技术分析其差异表达基因,取得如下研究结果：1.对AFDL株系进行了纯杂鉴定试验,结果表明基因的插入突变与表型不一致,说明AFDL表型不是Atlg52910基因突变引起的。进一步构建RNAi和补偿载体,在RNAi转基因植株中没有出现突变表型,补偿载体转化AFDL获得的转基因植株表型没有恢复正常,进一步说明AFDL表型不是Atlg52910基因突变引起的,而TAIL-PCR分析没有发现其它的Ds插入位点。AFDL植株多代种植后代仍然出现突变表型,表明其表型具有遗传基础,非偶然现象。对1株突变体自交后代表型分离情况进行了统计学分析,突变表型与正常表型偏离孟德尔遗传比例,表明非单基因突变。2.AFDL表型研究表明,AFDL与apl突变体有更多相似性。其表现在花分生组织向花序分生组织转变；花器官第1、2轮变异明显,第1轮萼片发育成似叶片结构,腋向着生二级或更高级花,第2轮花瓣缺失。基因表达芯片数据发现AP1在花中约128倍下调,Real-time PCR也证实了这一结果。3.AFDL与ap1突变体又存在明显不同。(1)在花分生组织转变为花序分生组织中AFDL其表型表现更为强烈,花序和花数目更多,更为密集,似花椰菜,表型类似于apical双突变体。(2)表现出强、中、弱突变体特点,甚至在同一株上表现出不同程度的变异。(3)AFDL中除第1、2轮器官发生明显变化外,在第3轮和第4轮中也表现出异常。(4)出现非决定性分生组织,花发育表现无序状态。这些结果表明AFDL与AP1基因突变不同。4.AFDL植株中AP1基因序列分析结果表明,AP1基因编码区及内含子剪接位点没有发生异常。Real-time PCR结果也进一步证明了AP1在mRNA转录水平中的存在。这些结果表明AFDL植株中AP1基因功能没有发生缺失,其表达量的变化是受到其它因素的调控。5AFDL植株中表现出晚花表型,对开花调控四个途径的整合基因进行了Real-timePCR研究,数据显示FLC、FLM在茎生叶中高表达,可能是AFDL植株晚花的原因。6.对AFDL表型的复杂性的研究显示,可能存在开花及花发育多条途径的综合调控。基因表达芯片数据显示AFDL植株中差异表达基因有大量是感受内外环境刺激的,该途径可能与各种信号感知反应相关。综上所述,AFDL株系表型与ap1相似又有明显的不同,AFDL不正常花发育主要由AP1显著下调导致的,同时与调控营养生长向花发育转化的关键基因间的相互作用有关。AFDL展示了花结构的复杂变化,与正常植株相比,其与胁迫相关的基因表达水平发生了较大变化,对其分子调控的研究可以更好理解花发育过程中的分子网络调控。因此AFDL对于研究花发育复杂调控,特别是对感知内外信号的调控基因间的相互作用是一个好的研究模型。