擬南芥短根突變體14-2M-4的表型分析與基因定位分析.pdf

1、根系是植物重要的地下器官，為植物地上部分提供水分和礦質營養(yǎng)，使其固定在土壤中，并能夠根據不斷變化的外在環(huán)境和內在環(huán)境調整其生長，使植物體更好地適應環(huán)境。植物根系起源于根尖分生組織中的干細胞，干細胞位于特定的微環(huán)境中，通過細胞間的信號交流，維持干細胞活性與特征。根尖干細胞微環(huán)境（Root Stem Cell Niche,簡稱RSCN）由根的靜止中心（Quiescent Center,簡稱QC）和周圍的干細胞組成。RSCN結構與功能的穩(wěn)定對

2、于根系的正常發(fā)育至關重要。本研究利用遺傳學方法篩選短根突變體，希望找到調控根尖干細胞微環(huán)境新的調控元件。
　　本實驗室前期工作通過EMS化學誘變的方法建立了突變體庫。本研究利用前期獲得的短根突變體為材料，將其命名為14-2 M-4，通過對突變體表型的分析和基因的定位分析，獲得結果如下：
　?。?）14-2 M-4突變體的根尖分生組織細胞數減少，側根密度增加，花器官發(fā)育異常
　　14-2 M-4突變體的幼苗階段具有的根系

3、發(fā)育缺陷，主要表現為顯著的短根，分生組織長度及分生區(qū)細胞數顯著減少，側根密度增加。此外，14-2 M-4突變體的花器官發(fā)育異常，角果著生位置異常。表明突變的基因影響擬南芥地上部分及地下部分的發(fā)育。
　?。?）14-2 M-4突變體中QC表達的報告基因及CyclinB1;1的表達受抑制
　　通過GUS染色分析，發(fā)現在14-2 M-4突變體中RopGEF7等報告基因的表達顯著減弱，Cyclin B1;1表達同樣減弱，說明突變體中

4、根尖干細胞微環(huán)境的維持與分生組織區(qū)的細胞分裂活性受到了影響。
　?。?）14-2 M-4突變體中根干細胞決定基因PLT1和PLT2表達減弱
　　在14-2 M-4突變體中SHR與SCR的表達沒有受到明顯的影響，而PLT1和PLT2的表達則顯著減弱，這說明突變的基因影響了PLT的信號通路介導的根尖干細胞微環(huán)境的維持。
　　（4）14-2 M-4突變體中PIN1的極性定位改變，改變了生長素分布
　　14-2 M-4突

5、變體中生長素輸出載體PIN1在中柱細胞中由底膜定位變?yōu)轫斈ざㄎ?，DR5::GUS在根尖的表達明顯減弱，說明突變的基因通過影響PIN1的極性定位，改變了生長素在根尖的分布。
　?。?）基因圖位克隆分析確定突變位點在染色體上的區(qū)間范圍
　　通過遺傳學分析表明，突變的基因遺傳特性符合孟德爾遺傳定律，即分離比為3:1，14-2 M-4突變體屬于單基因隱性突變。利用圖位克隆技術，把14-2 M-4突變體的突變位點，粗定位于三號染色體長