小麥成熟胚脫分化的組織定位及細胞壁相關基因表達研究.pdf

1、本研究以豫麥18為材料，從外部形態(tài)、細胞結構及基因表達等不同層面對小麥成熟胚脫分化進行了研究，以期揭示小麥成熟胚脫分化的組織定位和分子機理。主要研究結果如下： 本文應用顯微技術，觀察了小麥成熟胚脫分化過程中細胞的形態(tài)變化，并對脫分化的起始部位進行初步定位。結果表明，小麥成熟胚脫分化首先發(fā)生于胚根鞘細胞，這些細胞在2，4-D誘導條件下，培養(yǎng)6h啟動脫分化，逐步回復變化為薄壁細胞，至24h便有愈傷組織形成，培養(yǎng)72小時，小麥成熟胚已

2、經脫分化形成體積較大的愈傷組織團，這些愈傷組織主要由胚根鞘細胞脫分化而來的薄壁細胞組成。其主要表現為，細胞間隙增大，體積逐漸變大，細胞中液泡明顯，細胞核變大，被大液泡排擠到細胞邊緣。經透射電鏡觀察表明，小麥成熟胚脫分化過程中細胞壁變薄，細胞器種類增多，線粒體、內質網等細胞器數量增加，淀粉粒、脂體等物質密度減小至消失，隨著原有物質的消失和新物質出現，細胞質重新組合。 為研究小麥成熟胚脫分化分子機理，本研究利用.Affymetrix

3、 wheat GeneChipR 基因芯片技術在轉錄水平研究了細胞壁相關基因在小麥成熟胚脫分化過程中的表達變化。以小麥成熟胚脫分化起始O點為對照，分別研究0、2、6、12、24和72h時這些基因的表達變化，將那些與0點比值大于2或小于0.5，即表達變化兩倍以上的基因視為有意義的基因，分析了這些發(fā)生有意義變化的細胞壁相關基因在小麥成熟胚脫分化中的表達情況。結果表明，在含有61127個探針組，代表了55085個基因的小麥基因組表達譜上，發(fā)生

4、有意義表達變化的基因共約有15000個。其中，有138個細胞壁相關基因在小麥成熟胚細胞脫分化過程中至少在一個時間點中發(fā)生了有意變化，它們的表達產物按功能分為8類：分別是伸展蛋白、擴張蛋白、纖維素合成酶、纖維素酶、甘露糖磷酸變位酶、半乳糖激酶、肉桂酰-CoA還原酶、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶。分析表明，伸展蛋白基因45個，擴張蛋白基因48個，它們大多表達上調，推測這些基因對小麥成熟胚細胞脫分化過程中細胞壁的伸展起重要作用。其中，AY543

5、542.1、CD490917、AY543544.1、BJ249762等擴張蛋白基因在0-72h主要為上調，且在24h或72h時上調倍數為200以上℃A640232、CA604159、CA641446等伸展蛋白基因在24h或72h也達到最大值，上調倍數30以上。細胞壁擴張蛋白和伸展蛋白基因在小麥成熟胚脫分化過程中的表達，與我們觀察到的細胞壁變化是相對應的，也說明了細胞結構與功能的統(tǒng)一。與細胞壁物質代謝相關的基因45個，包括纖維素合成酶基因