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雌配子体发生和胚胎发生是生殖发育的关键过程,一直以来是人们研究的热点。但到目前为止,人们对其发育的基因表达调控了解并不多,有待进一步深入。
本实验室收集的拟南芥Ds插入的突变体库,为研究发育过程的调控机制提供了很好的研究基础。我们经过筛选得到fge和atrh36两个突变体,并对突变体的表型和相关基因的功能进行了深入的分析研究。
首先,我们筛选得到一个突变体sgtl3018,命名为female gametophyte-embryodefective(fge),其主要影响到雌配子体和胚胎的早期发生。突变对雌配子的影响表现在FG5时期发育迟缓,但最终可以发育为成熟的胚囊,并且中央细胞核仁形态异常。该突变体中胚胎停滞在八细胞以前的任何时期,但主要是合子期和一细胞胚胎时期。我们克隆了FGE基因,其编码的蛋白与酵母中Snu114p和人类中U5-116KD同源,它们作为U5 snRNP组分,参与mRNA前体的剪接。酵母双杂交实验表明,FGE可以与AtPrp8a和AtBrr2a相互作用。以上结果表明,FGE可能与拟南芥中AtPrp8a和AtBrr2a形成复合体,共同参与mRNA前体的加工过程,调节植物的生长发育。
同时,我们分离并鉴定了另外一个影响雌配子体发育的突变体kd77B,并根据插入的基因座命名为atrh36。该突变的雌配子体最终停滞在四核或者八核胚囊时期,有丝分裂、核的迁移和融合、细胞极性等方面受到了影响。并且,突变体中雌配子体发育的不同步。延迟授粉实验表明,少部分突变的雌配子体如果给予足够的时间,可以发育成有功能的胚囊,并完成受精过程。通过TAIL-PCR,分离了插入突变的基因AtRH36。蛋白序列分析表明,AtRH36编码一个ATP依赖的DEAD-box RNA解旋酶,该蛋白与酵母中参与核糖体小亚基合成和18S rRNA前体剪接的Dbp8p具有很高的同源性。这与AtRH36在各个组织中广泛表达一致。以上结果暗示,AtRH36可能参与rRNA的形成,影响蛋白质合成,从而调节配子体的发育。