【摘 要】
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植株再生是构建遗传转化系统、进行基因功能研究和转基因育种的基础.同一物种内不同基因型之间普遍存在芽再生能力的明显差异,但人们对造成这种差异的关键基因及其调控机
【机 构】
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山东农业大学作物生物学国家重点实验室,山东农业大学生命科学学院,山东泰安271018
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植株再生是构建遗传转化系统、进行基因功能研究和转基因育种的基础.同一物种内不同基因型之间普遍存在芽再生能力的明显差异,但人们对造成这种差异的关键基因及其调控机理所知甚少.本研究以拟南芥为材料,以根为外植体诱导芽的再生,筛选出再生能力差异极显著的两种生态型Col-0 和Gu-0.利用图位克隆技术定位到可能导致这两种生态型芽再生能力差异的候选基因DCC1.与Col-0 的基因组相比,Gu-0 的DCC1 的外显子含有9 个SNP 位点差异,编码的蛋白质序列存在4 个氨基酸残基的不同.不同生态型拟南芥的DCC1 基因在外显子的175bp 和481bp 处的SNP 与芽再生能力具有显著相关性.Col-0 生态型的dcc1 T-DNA 插入突变体芽的再生频率、数量和速率均显著低于野生型植株.DCC1 在愈伤组织和离体芽中表达水平较高.以Col-0 生态型的DCC1 的启动子驱动其基因的表达能够互补突变体的表型；该启动子驱动Gu-0 生态型的DCC1基因的表达则不能互补突变体的表型,暗示DCC1 基因SNP 位点的变异可能是导致不同生态型拟南芥芽再生能力差异的重要原因之一.DCC1 蛋白含有DxxCxxC 基序,定位于线粒体和叶绿体中.推测其属于一类新的硫氧还蛋白,可能具有清除活性氧的功能.DAB 染色结果暗示DCC1 突变导致植株清除H2O2的能力显著下降.酵母双杂交的结果揭示出DCC1 与APF1 存在相互作用.APF1编码线粒体中的γ 碳酸酐酶,亦与线粒体中活性氧的产生有关.Col-0 生态型的apf1 突变体的芽再生能力明显低于野生型对照.我们推测DCC1 单独地或通过与APF1 互作调节外植体的活性氧水平,进而调控芽的再生.
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