NO抑制拟南芥花的转换.pptVIP

NO抑制拟南芥花的转换Nitric oxide represses the Arabidopsis floral transitionScience, 2004, 305Pei ZM et al. 主讲.沈文飙 2006.03.14 生物化学与分子生物学系 主要内容： 拟南芥花的转换 信号分子一氧化氮 一氧化氮与拟南芥花的转型 开花研究展望 1.拟南芥花的转型 正确的开花时间是植物最大量繁殖成功所必需的，并且由环境和内源信号控制。 开花植物的生命周期由两个重要部分组成，起始营养阶段（分生组织形成叶）和随后的生殖阶段（分生组织形成花）。拟南芥的开花时间的基因研究显示四个主要路径。 拟南芥的开花控制主要路径的相互关系 2.信号分子一氧化氮 NO在动物中扮演关键角色，而且在植物中也是关键的生长调节物质。NO促进叶子的伸张，延缓成熟和衰老，刺激依赖光的萌发和阻止黄化。在烟草植物中过量的内源NO减缓生长和发育。 NO的诱导生成有生物和非生物途径，例如干旱，盐胁迫和病原菌等。另外，过量的NO从植物中释放的大气中，相反的，大气中NO作为主要的温室污染物（来自石油的燃烧）也能影响植物。 因此，NO和环境条件相协调在植物生长和发育的过程中起重要作用。 3.一氧化氮与拟南芥花的转型 NO供体SNP处理的 拟南芥种子生长加快，开花延迟 （图示）。 拟南芥种子放置于培养皿中在16h/8h的光暗周期比下用SNP培养5周。 不同SNP浓度对芽生长的影响 2）.内源NO抑制花的转型 外源供给的NO无法拥有内源的NO所具有的功能 对内源NO水平被改变的突变体的分析被用于确定体内的NO水平。 植物组织中NO的定量使用NO敏感染料（DAF-2-DA）测量。 我们使用NO敏感性（对根生长的抑制作为指标）来筛选nox突变体（上调NO释放的突变体）。其中nox1可以为研究NO功能提供很大的帮助。 在nox1突变株中根的生长状况，nox1过量生成NO。 在nox1和WT中内源NO的水平。叶子用  DAF-2DA染色，荧光的激发波长为490nm, 发射波长515nm，使用相同的曝光时间（光 镜照片如 下）。    3).NOX1与CUE1的关系 基于Map-based cloning的分析表明NOX1与CUE1接近或一致 。 NOX1形态学上的表型形（植物较小，叶子发白不成熟﹑网状）也与叶绿素a/b结合蛋白（CAB）少量表达的cue1突变体（编码叶绿体磷酸烯醇丙酮酸/磷酸转运器）几乎相同。 CUE1突变株对SNP高度敏感并且显示提高的内源NO水平。 cue1不能达到nox1的显型水平 在所有的六个nox1等位基因中，删除CUE1基因。因为NO是L-Arg在NOS的作用下转变为L-Cit时产生，所以cue1突变体的自由L-Arg和L-Cit比WT的高好几倍，导致nox1过量分泌NO。我们有充分理由认为CUE1基因的中断会增加内源的L-Arg浓度，进一步转变成NO。 由此可见，具有专一氨基酸突变的nox1和 cue1-5突变株确实比WT含有更多的L-Arg， L-Cit和NO，表明依赖于NOS的NO生成确实 存在于拟南芥中。 土壤中生长的nox1和cue1突变体开花较迟 4).内源NO的下调促进花的转型 拟南芥的开花控制主要路径的相互关系 5).NO调控控制花转型的基因的表达 NO分别对LFY表达的影响。 花分泌组织特性基因LEAFY (LFY) 花形成起始时的重要决定基因，它的表达在开始开花时呈规律性增长。 SNP抑制LFY的表达对浓度有依赖性。LFY在nox1中表达比WT低，但在nos1植物中的含量与WT比高。LFY和内源NO之间的关系暗示NO部分的通过LFY介导对花的转型的抑制作用。 拟南芥的开花控制主要路径的相互关系 基因易位显性分析NO和GA、自动途径  的关系 nox1突变株开花迟且植株较小，与GA缺失体的形状相同。GA促进nox1和WT的开花但不能逆转nox1矮小的性状，这表明NO和GA在功能上可能是平行的。 nox1和自动途径的突变株长光照和短光照开花都迟，我们认为nox1可能影响此通路。由于自动通路通过FLOWERING LOCUS C (FLC)（开花抑制基因），而自动途径的开花延迟的突变株常常表达大量的FLC。 拟南芥的开花控制主要路径的相互关系 然而，用高剂量NO处理的WT植株或nox1的开花延迟现象可能是通过对FLC的上调，也可能是由独立于FLC的成分导致。虽然如此，nox1﹑WT和nos1的开花性状与FLC的