【摘 要】
：
分生组织维护与分化决定植物的生长发育。毛竹（Phyllostachys edulis）是我国最重要的经济竹种之一,具有经济、生态的双重效益。毛竹开花发育和克隆繁殖一直是竹类植物研究的热点和难点。初生分生组织和次生分生组织形态的建成、维护和发育是这些关键器官发育的基础。WOX家族基因成员对植物形态建成有重要的调控作用。挖掘毛竹分生组织相关的WOX基因,研究WOX基因对毛竹发育的调控机制,具有重要的理
【基金项目】
：
“十三五”国家重点研发计划“竹资源高效培育关键技术研究”（编号:2018YFD0600100）； ICBR基础研究基金（编号:1632018006）国际竹藤中心基本科研业务费专项资金“生长素相关基因在毛竹笋发育过程中的作用”（编号:1632017004）；
论文部分内容阅读
分生组织维护与分化决定植物的生长发育。毛竹（Phyllostachys edulis）是我国最重要的经济竹种之一,具有经济、生态的双重效益。毛竹开花发育和克隆繁殖一直是竹类植物研究的热点和难点。初生分生组织和次生分生组织形态的建成、维护和发育是这些关键器官发育的基础。WOX家族基因成员对植物形态建成有重要的调控作用。挖掘毛竹分生组织相关的WOX基因,研究WOX基因对毛竹发育的调控机制,具有重要的理论意义和实践价值。本研究以植物界WOX家族进化为切入点,分析了WOX家族成员进化与功能分化的关系;研究了竹亚科物种分化过程中,不同倍性草本竹和木本竹WOX家族基因的进化和扩增过程;分析WOX家族成员在毛竹代表性分生器官的表达模式,筛选了毛竹顶端分生组织、侧生分生组织和花分生组织发育相关的WOX基因;通过筛选毛竹笋的酵母文库,初步筛选了与WOX蛋白互作的蛋白因子;通过在水稻中转化WOX基因,初步验证了WOX基因的功能。主要研究结果如下:1、在竹亚科植物中,鉴定了12个OlaWOX、9个RguWOX、18个GanWOX、27个PheWOX和26个BamWOX基因,分为古老分枝、中间分枝和WUS分枝。植物界WOX家族基因的进化极为保守,受到强烈的纯化选择作用。大片段DNA复制和木本竹多倍化是竹亚科WOX家族成员进化和扩增的主要驱动力。竹亚科WOX4s和WOX5s在基因结构、mRNA、蛋白结构乃至转录调控水平上均具有较高的保守性。在竹亚科中,WOX4s的启动子区上的保守位置发现了AP2/ERF蛋白结合区与B3蛋白结合区;WOX5s的启动子区上的保守位置发现了MYB蛋白和Dof蛋白的结合区;在WOX3s的启动子上发现了与开花相关的MADS结合位点。2、基于已经公布的转录组公共数据,发现PheWOX11、PheWOX12和PheWOX5在根组织中特异性高表达,而且对生长素处理敏感,可能参与生长素诱导的毛竹根发育的过程。PheWOX4c在毛竹茎顶端组织（包括笋顶端组织和鞭顶端组织）中活跃表达,可能参与了茎顶端分生组织的维护和分化。PheWOX3b在花芽和雌蕊中特异性高表达;在毛竹花发育早期,从花芽期到花序伸长期持续活跃表达,可能参与调节毛竹花发育早期的形态建成过程。3、PheWOX3b1.1、PheWOX3b1.2、PheWOX4c、PheWOX13a和PheWOX13b转录因子均定位在植物细胞核中。属于WUS clade的PheWOX3b1.1、PheWOX3b1.2和PheWOX4c均不具有转录激活活性。属于Ancient clade的PheWOX13a和PheWOX13b具有转录激活活性,且其转录激活结构域为Motif 6。通过筛选酵母双杂交文库鉴定了PheWOX13a可以与GIF蛋白互作。4、PheWOX3b的两个可变剪接体PheWOX3b1.1和PheWOX3b1.2具有不同的分子功能。在水稻中超表达PheWOX3b1.2导致水稻叶片中维管束的数目发生改变,中脉中维管束发育的位置紊乱,导致叶片不规则扭曲,叶脉间叶面积增大。而超表达PheWOX3b1.1的水稻叶片表型与野生型无异。WUS box结构对PheWOX3b在水稻中的功能有重要的影响。
其他文献
重组竹是以竹材和树脂为原料,经过定向重组成型的一种新型竹基复合材料,具有原材料利用率高、力学强度高、尺寸稳定性强、天然可降解等优势,应用领域逐渐从室内中端产品拓展到户外高端高附加值产品,对于竹材的高效高质化利用具有重要意义。然而,由于竹材的生物质特性,重组竹在户外应用环境中会发生光降解,导致表面劣化、性能下降和使用寿命减少。因此,本文通过对重组竹的物理力学性能、胶合界面、表面紫外光降解机理和紫外屏
LBD（Lateral Organ Boundaries Domain）蛋白是一类植物特有的转录因子,在植物的生长发育、代谢及防御等过程中均起着重要的调控作用。LBD家族成员众多,在拟南芥中共鉴定到43个LBD蛋白。前人研究表明拟南芥LBD6对侧生器官的发生、器官的极性建立及花粉的正常发育等有重要的调控作用;其在水稻中的同源基因Os AS2的过表达能抑制水稻芽的分化,促进细胞分裂;其在玉米中的同源
研究森林生态系统中地下部分的研究,往往是各个层次研究的重点。但对地下部分根系的研究,尤其是细根的研究较地上部分相对薄弱。细根不仅是森林净初级生产力的重要“汇”,也是土壤碳和养分的主要“源”,是研究森林生态系统能量流动和物质循环的关键环节。而对细根动态（包括细根生物量、生产量、分布、周转、呼吸和分解等）的研究中,由于细根分类方法各具优缺点且难以统一,限制了对细根分解规律和机制的阐明;对森林生态系统细
山茶属物种有将近280余种,其中具有油用价值的都可以统称为油茶（oil-tea,oil-C amellia）。油茶是我国南方丘陵山区特有的优质木本油料植物,具有重要的经济、社会和生态价值。油茶品种在果实形态、种仁含油率以及种仁油脂品质等果实性状都存在一定差异,但对性状差异的形成机理鲜有研究。前期发现,不同油茶果实鲜果出籽率差异的主要原因在于果皮组织的差异,而果皮组织的木质化过程对鲜果出籽率有重要影
植物的光合作用和光合产物分配是决定植株生长的两大主要因素。环境条件的改变不仅影响光合作用,还改变光合产物的分配格局,从而影响林木生产力的形成。马尾松是我国主要的人工林树种,分布面积广,但生产力水平低。关于马尾松林生产力的科学研究很多,但缺乏对马尾松光合产物形成、分配和积累过程的系统研究。本文以马尾松幼苗为对象,连续监测马尾松幼苗净光合速率的日变化规律,结合13C同位素脉冲标记技术,探究了光合产物在
工程塑料具有良好的机械性能,是目前应用最广泛的3D打印材料。作为品种最多且应用最广的工程塑料,聚酰胺（PA）具有结晶度高、熔体黏度低、流动性好、易加工成型,且在3D打印成型后保持良好机械性能等优点。PA种类很多,通过不断改进改性方法,将开发出性能优异的纳米PA、无卤阻燃PA、导电PA、磁性PA等新型PA材料并用于3D打印技术。综述了PA6、PA11、PA12、PA66材料在3D打印技术中的研究进展
高光谱、激光雷达（Li DAR）技术已经成为农业、林业、草原病虫害监测的重要手段。高光谱数据包含丰富的病虫害危害光谱信息,但空间立体结构信息不足;Li DAR数据空间分辨率高、立体结构信息丰富,但病虫害危害特征信息不明显。结合Li DAR和高光谱数据,快速、精准的提取林业病虫害信息实现病虫害的监测、预警,是现阶段急需解决的问题。云南松是我国西南地区的主要树种,分布广、面积大。小蠹虫是世界性的林业有
活立木年龄测定是目前林业生产和研究中最重要和最基础的共性难题,传统的测定树木年龄的方法,如解析木圆盘测定法、生长锥测定法,具有破坏性。在我国生态保护的背景下,非常需要一种微损的估计活立木年龄的方法,为天然林保护、古树名木管理等提供理论依据和科学技术支撑。针刺仪是测定树木年龄的微损工具,本文针对其测定树木年龄的误差较大、过于依赖人工经验的局限性,以抗钻阻力值序列为对象,研究了估计活立木年龄的算法,为
天然异龄混交林中的林木生长规律是森林经营决策的重要依据,受发育阶段、林木自身大小、竞争、立地条件等的影响。但关于混交林发育阶段划分、林分优势高和竞争关系的研究,目前尚无统一的方法和结论,存在较大的不确定性。本研究以吉林省天然云冷杉阔叶混交林为对象,基于固定样地连续观测数据,开展了混交林的发育阶段划分、林分优势高估计方法和竞争关系研究。主要结果为:（1）云冷杉阔叶混交林发育阶段划分。提出了一种双向指