【摘 要】
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豆科植物分布广泛,包括约650个属,1.8万个种。蒺藜苜蓿是豆科模式植物,具有基因组小、染色体数目少(2n=16)、自花授粉、复叶发育等特点,这些优势对于开展豆科植物研究具有重
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豆科植物分布广泛,包括约650个属,1.8万个种。蒺藜苜蓿是豆科模式植物,具有基因组小、染色体数目少(2n=16)、自花授粉、复叶发育等特点,这些优势对于开展豆科植物研究具有重要意义。本实验室通过正向遗传学筛选获得了叶发育相关基因MtKNOX4的突变体,并从蒺藜苜蓿生态型R108中克隆得到MtKNOX4的CDS,该基因全长882bp,编码293个氨基酸,属于Class Ⅱ KNOTTED-LIKE HOMEBBOX基因家族。mtknox4突变体会打破典型的蒺藜苜蓿三出复叶的结构,小叶数目增至四个或者五个;当过表达该基因后,小叶数目并不发生变化,而是叶柄及小叶柄的长度发生了明显缩短。以mtknox4及MtKNOX4过表达成年叶片为材料对GA及CK通路关键基因的实时定量PCR分析结果表明,这些基因表达无显著变化。MtKNOX4与MtBELL家族基因的酵母筛选试验中,找到7个候选基因,均可与MtKNOX4形成二聚体。以上结果暗示,mtknox4突变体小叶数目的变化可能与MtBELL相互作用所致,但其具体的作用机制还未可知。另外,通过正向遗传学筛选获得一个花发育相关基因UNUSUAL FLORAL ORGANS(MtUFO)的突变体,过表达MtUFO株系会导致小叶片数目增加,较野生型相比多出两个侧叶。实时荧光定量PCR检测结果表明,35S-MtUFO植株GA信号通路关键基因的表达并无一致的变化,外源喷施GA3以及过表达CA2ox1(Medtr89461330)都不能引起蒺藜苜蓿复叶复杂性的改变,表明GA可能并不参与过表达MtUFO复叶复杂性的发育。SGL1也参与蒺藜苜蓿复叶发育的调控,其突变体表现为单一顶叶,35S-MtUFO sgl1表型与sgl1突变体一致,表明了35S-MtUFO多叶性状依赖于SGL1的功能。酵母双杂交试验表明,蒺藜苜蓿MtUFO与SGL1在蛋白水平上不能像其拟南芥中的同源基因UFO与LFY一样发生相互作用,可能是由于SGL1蛋白C端缺失一段功能氨基酸所致。
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