拟南芥ANGUSTIFOLIA增强子ANE1的功能分析

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植物器官的生长和最终形态往往决定于细胞的增殖和大小,特殊的细胞形态与器官的功能也是紧密联系的。拟南芥ANGUSTIFOLIA(AN)是动物CtBPs(C-terminal-bindingproteins)的一种植物同源蛋白,该基因的突变体an-2表现出叶片变窄,真叶细长,毛状体分枝减少,且其花瓣的叶片也呈细长状。到目前为止,研究者认为AN主要通过影响皮层微管排列来调节细胞和组织形态的发生,但是AN的具体工作机制目前极少有报道。  本研究利用甲基磺酸乙酯(EMS)对an-2进行化学诱变,筛选得到增强子ane1-1/an-2,并进一步分离得到了单突变体ane1-1。表型分析结果显示,突变体ane1-1的叶片相对Col-0野生型变得窄长,作为an-2的增强子,ane1-1/an-2显著增强an-2的叶片长度(表现的极为细长)。通过细胞水平的进一步分析,本研究发现ane1-1的叶片表皮铺板细胞较野生型凹凸状减少,ane1-1/an-2的细胞边缘则相比于an-2更为平滑,花瓣形态上也存在类似于叶片的表型,而且ane1-1和ane1-1/an-2的花瓣远轴面表皮细胞横向微管明显增多。结合图位克隆、高通量测序以及等位杂交的方法,本研究克隆到TPR1这个基因(即ANE1),在拟南芥幼苗中的瞬时表达结果发现,它与微管存在明显的共定位,这说明TPR1蛋白可能直接参与微管的调控。  本研究结果表明,由于an-2及其增强子ane1-1/an-2都有叶片和花瓣的表型,这说明它们的编码基因AN和TPR1均参与了拟南芥的生长发育过程,并且TPR1可能会更为直接的参与微管的调控,进而影响花瓣远轴面表皮细胞的极性生长,从而控制最终的花瓣形态。本研究为最终阐明ANGUSTIFOLIA在植物细胞和器官发育中的功能提供了进一步的研究基础。
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