论文部分内容阅读
生长索在植物生长发育过程中具有重要的作用。生长素原初响应Aux/IAA基因家族在生长素信号向下游转导的过程中起负调控作用。生长素输入载体基因AUX1/LAX家族通过影响生长素的分布来调控植物的生长发育。本研究从“鲁花14”花生未成熟种子cDNA文库中克隆得到四个生长素原初响应Aux/IAA类基因：PNIAA1、PNIAA2、PNIAA3和PNIAA4,其中PNIAA3包含完整的ORF,其编码的氨基酸也包含四个完整的保守结构域。RT-PCR结果显示,四个基因均为组成型表达,其中PNIAA3在种子中的表达量相对较高；且无论是光照还是黑暗下,四个基因的表达均能受到生长素(IAA)的持续诱导,其中PNIAA1、PNIAA2和PNIAA3在IAA处理10min内便对诱导做出响应,而PNIAA4在处理1h-2h后其表达程度才略有升高,显示四个Aux/IAA基因对外源IAA处理具有不同的响应模式,从而导致各基因功能的不同。鉴于PNIAA3具有完整结构域、且符合Aux/IAA类基因能够快速响应生长素诱导的特点,我们将在对其进行定位和功能分析的基础上,解析其所介导的信号传递及生长素在花生生殖生长中的作用。通过构建pCAMBIA1302-PNIAA3-GFP载体对PNIAA3进行亚细胞定位,显示代表PNIAA3::GFP融合蛋白的绿色荧光特异的定位在细胞核中,表明PNIAA3属于核蛋白,为PNIAA3的鉴定及功能预测提供了依据。通过构建PNIAA3的正义和反义载体并转化拟南芥,对该基因的生理功能进行了研究。对幼苗的主根和下胚轴的观察与测定显示,正义转基因植株的主根和下胚轴均短于对照,而反义转基因植株的均长于对照,显示PNIAA3的过量表达能抑制主根和下胚轴的生长,而抑制该基因的表达却能够促进主根和下胚轴的生长,暗示PNIAA3可能作为负调控因子,其表达量的增加阻碍了生长素向下游的转导,进而影响了植物的生长。PNIAA3基因同源基因突变体的表型与反义转基因植株类似,再次验证了该基因在信号转导中起负调控作用。通过转基因材料对不同浓度IAA的敏感性试验,显示无论过量还是抑制表达PNIAA3基因,均未对拟南芥响应IAA的能力产生显著影响。对转基因株系和拟南芥突变体根的向地性观察,显示无论过量还是抑制表达PNIAA3基因,对拟南芥根部生长素的分布均不能产生显著影响。通过对转基因拟南芥幼苗内IAA含量进行测量,显示PNIAA3的导入能够通过影响植株内IAA的含量,从而导致表型的改变。同时,从花生未成熟种子cDNA文库中克隆到一个生长素输入载体AUX1/LAx类基因PNAUX1.RT-PCR结果显示,该基因为组成型表达,且在根及茎部的表达强度略高,说明在调控生长素极性分布及维持浓度梯度方面,PNAUX1可能在不同的组织和器官中通过不同的途径及机制发挥作用。已构建PNAUX1的正义和反义载体并转化拟南芥来研究该基因的功能。转基因植株的筛选及功能分析等工作正在进行中。