拟南芥TRAPPⅡ复合体亚基Trs120及Trs130在花粉管生长中的功能研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lupt2681006
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雄配子体(花粉)发育是高等植物有性生殖的关键步骤之一,它是一个受到精确调控的复杂过程,分为小孢子发生、雄配子体发生、花粉管萌发和生长三个阶段。囊泡运输作为植物细胞内物质运输的主要形式,在其中发挥关键作用。在真核生物细胞的内膜系统中,细胞器之间主要依赖囊泡运输完成物质传递。囊泡运输可以分为出芽、转运、拴系以及融合四个基本步骤。拴系过程是在拴系因子介导下发生的囊泡与靶膜之间特异性识别的过程。TRAPPⅡ复合体(Transport Protein Particle Ⅱ)是位于TGN(trans-Golgi Network)的多亚基拴系复合体。已有研究发现TRAPPⅡ复合体包含两个特异的亚基,Trs120和Trs130。在拟南芥中,Trs120介导的胞外分泌过程在植物芽和根中的维管发育和细胞生长中起着重要作用。在拟南芥根尖中,Trs120和Trs130参与调节细胞板组装过程,为细胞板形成所必需。但是,TRAPPⅡ复合体在花粉管生长中的功能尚不清楚。本论文研究了拟南芥Trs120和Trs130在花粉管顶端生长中的功能。1.Trs120和Trs130基因在花粉管极性生长过程中发挥重要作用通过进化树和Real-time PCR结果分析发现,Trs120和Trs130基因进化保守且在花粉中表达较高,暗示二者在花粉发育过程中发挥作用。对trs120/+和trs130/+突变体的鉴定和遗传分析发现,这两个突变体的雄配子体传递率明显下降。通过扫描电镜(SEM)、亚历山大染色和DAPI染色的方法分别观察trs120/+和trs130/+突变体花粉粒的形态、活性以及核分裂情况,发现花粉粒的发育未受到影响,说明突变花粉粒的形成正常。进一步体外萌发实验表明trs120/+和trs130/+突变体的花粉粒萌发正常,但粗短花粉管的比例明显高于野生型。因此,Trs120和Trs130的突变导致花粉管的极性生长缺陷,从而降低了雄配子体的传递效率。2.Trs120和Trs130参与花粉管部分外泌途径我们分别用JIM5和JIM7抗体观察trs130和trs120突变花粉管中去甲酯化和高度甲酯化的果胶的分布情况,结果表明这些果胶的分布情况与野生型相似。G-CaMP5能够显示花粉管中Ca2+的浓度。G-CaMP5的表达情况表明trs130和trs120花粉管中Ca2+的分布无异常。在trs130花粉管中,GFP-CSLD1保留了高尔基体的定位,但是在花粉管顶端PM的定位大大减少。花粉特异性表达的Syntaxin家族成员SYP124的定位相比野生型在花粉管顶端明显增加。这些结果说明Trs120和Trs130参与花粉管部分物质的极性外泌过程。
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