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百脉根侧生器官边界形成分子机制的初步研究遗传学专业论文
百脉根侧生器官边界形成的分子机制初步研究摘 百脉根侧生器官边界形成的分子机制初步研究 摘 要 不同种属植物的叶在形态上千差万别,了解叶的形态结构,在进化上和经 济上都有重要的意义。叶发育的研究在过去的十年里取得了很多进展。一些关键 的叶发育过程已经被研究了。例如,叶原基奠基细胞的招募、叶原基属性的决定 和叶原基的伸长与分化。复叶的研究进展大都源于模式系统——番茄和豌豆。但 是复叶的小叶原基形成后,它们之间的边界形成机理却研究的很少。 我们以豆科模式植物百脉根为研究系统。两类影响到小叶边界形成的突变 体为我们的研究对象。第一类突变体^“只特异地影响到复叶上部的三片小叶间 的边界形成。而第二类突变体uml广泛的影响到侧生器官边界的形成。 遗传分析表明:而』』突变体是由一个稳定遗传的隐性单位点核突变引起的。 扫描电镜的研究表明,在小叶原基起始时期,也就是P3期之前,妇J』突变体中 小叶原基的起始方式与野生型的完全一样。这暗示突变体的发育异常是发生在 P3期之后,扫描电镜的结果也显示:侧部小叶原基与顶端小叶原基之间的边界 区域,在发育上明显落后于同一时期的野生型。通过图位克隆,再结合比较基因 组学的方法,我们克隆了FULl基因。序列分析表明:突变体衄』,一』在LjCUCl 的起始编码框ATG下游196位上的碱基由胞嘧啶(C)转换为胸腺嘧啶(T),这 种变化使得66位上保守的脯氨酸变成丝氨酸(P66S)。突变体力』,叼在/.jCUCl 的起始编码框ATG下游的937位上的碱基由胞嘧啶(C)转换为胸腺嘧啶(T), 这种变化使得读码框中编码第313位谷氨酰胺的CAG变成了终止密码子TAG。 这也进一步验证了遗传的结果:妇』』一J突变体是而』,叼的等位突变体。RT—PCR 的结果也显示而』卜』突变体中LjCUCl的表达下调了。原位杂交的结果显示: £J况研在小叶原基之间的边界区域表达:同时还在花器官原基的边界区以及胚 珠之间的位置检测到了LjCUCl的表达。所有的这些结果都强烈显示而』』突变体 是由于LjCUCl基因突变导致的。LjCUCl编码一个NAC—domain (NAM/ATAFl,2/CUCl,2)的转录因子。,它的mRNA上有~个miRl64的结合位点, 暗示miRl64可能参与到LSUCl转录水平的调控。 第二类突变体uml也是一个稳定遗传的隐性单位点核突变。在“mz突变体 中,有融合的子叶和其它融合的侧生器官。通过图位克隆的方法,我们克隆了 僦基因。序列分析表明:突变体uml在LjPINl的起始编码框ATG下游的1549 僦基因。序列分析表明:突变体uml在LjPINl的起始编码框ATG下游的1549 位上的碱基由胞嘧啶(c)转换为胸腺嘧啶(T),这种变化使得517位上保守的 精氨酸变成色氨酸(R517W)。LjPTNl编码一个生长素跨膜转运蛋白。这些结果 显示生长素也参与到侧生器官边界的形成。除了复叶的表型外,uml突变体的表 型与拟南芥pj脚突变体的表型非常相似。而』J uml双突变的表型比向-,单突 变的表型明显增强;遗传的结果显示LjCUCl和LjPINl是以两条独立的机制控 制着侧部器官边界的形成。 关键词:百脉根,复叶,而J』突变体,uml突变体,边界形成 I】 Primary Primary study on the boundary formation of lateral organs in Lotusjaponicus Jianghua Chen(Genetics) Directed by Dr Da Luo Abstract The morphology of leaf Varies dramatically in different species.which is evolutionalIy and economically important.Leaf development has made good advances in the last decade It has been uncovered that several key developmental progresses involved in the leaf development.For example,the recruitment offounder cells,the determination ofidentities and the elongation and differentiation of leaf primordia.The compound leaf development also gets some advance from two model systems,tomato and pea,Ho
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