论文部分内容阅读
磷是植物生长发育最重要的营养元素之一,在磷饥饿胁迫条件下,植物通过调整根系构型,改变生理代谢以及与菌类共生等方式来提高磷的吸收和利用。磷饥饿胁迫条件下,拟南芥主根伸长受抑制,侧根和根毛增生。细胞分裂素(CTK)信号系统参与缺磷信号系统的调控。CTK作为植物生长发育过程中的重要激素,在植物生长,根系发育,以及衰老进程中起重要作用。CTK能够促进地上部的生长,并抑制根系的发育。我们通过筛选拟南芥T-DNA插入突变体库获得两个在CTK和缺磷处理条件下根系构型发生超敏变化的突变体cks1-1,cks1-2(CytoKinin Sensitive 1)。通过对该突变体的研究,得出以下结论:1.突变体cks1在缺磷条件下,主根生长受到严重抑制,其长度约为野生型的30%。在缺磷早期,突变体表皮细胞伸长受到抑制。发芽后第四天,CYCB1:GUS转基因材料显示突变体cks1分生区的细胞分裂活力消失。这些变化的时间点都早于野生型。突变体cks1根分生组织区大小约为野生型的4/5。根成熟区表皮细胞的长度也低于野生型。2.突变体cks1植株内CTK含量的下降。定量PCR检测显示CTK合成相关基因及CTK信号转导相关基因,ARR5,ARR6,CRE1的表达在突变体中受到严重抑制。4.体内无机磷含量分析表明突变体cks1与野生型无显著差异。加入可吸收利用磷的替代物亚磷酸盐,突变体cks1的表型与野生型相似。RT-PCR分析表明,磷饥饿特异诱导基因(PSI:phosphate starvation induced)IPS1,RNS1在突变体中受抑制。这表明突变体cks1缺磷超敏表型是由于突变体cks1对磷信号响应改变引起的。5.Tail-PCR分析表明,突变体cks1-1的T-DNA插入在基因(AT2g22300)ATG 5’端-2949bp。cks1-2的T-DNA插入在距ATG 3324bp。该基因编码钙调蛋白结合转录激活子(AtCMTA3)。RT-PCR分析显示,AtCMTA3的表达在两个等位突变体中均受到严重抑制。6.转基因回复实验结果表明,突变体对磷饥饿与外源CTK(6-BA:6—苄氨基嘌呤)超敏表型由AtCMTA3基因表达受抑制引起。