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植物细胞的全能性是植物组织培养的重要理论基础,目前已经具备了相当完善的组织培养体系,但拟南芥离体芽再生是一个复杂的生物学过程,其再生机制一直都在探索中。拟南芥芽再生的诱导过程分两步,第一步:从下胚轴、根等不同的组织部位截取外植体诱导产生愈伤组织,第二步:由愈伤组织诱导出芽。在拟南芥的再生过程中,植物激素生长素和细胞分裂素起到重要作用,而且有关再生过程中生长素信号途径和细胞分裂素信号途径的相关基因已经被广泛研究。本课题组已有研究发现,拟南芥RNA聚合酶II的最大亚基RPB1对于维持正常的细胞周期和正常的根尖干细胞池是必需的。因此本实验拟探究全长的RPB1在拟南芥离体再生过程中发挥的作用,继而就RPB1的card1s突变体进行了离体苗再生的一系列研究,初步得到以下结果:RPB1在拟南芥根外植体的整个再生过程中表达量增加。在CIM中培养时RPB1在整个愈伤组织中有较高的表达活性,移至SIM培养后,在出芽前期RPB1的表达集中分布在愈伤组织内侧的细胞层中,在出芽后RPB1的表达集中分布在叶边缘的生长点。全长的RPB1可以促进愈伤组织的形成。在CIM中培养时RPB1突变体的愈伤形成受抑制,并且card1-1、card1-2的愈伤中不能形成正常的生长素浓度梯度。通过qRT-RCR发现突变体中ARF7和ARF19以及下游靶基因LBD16、LBD17、LBD18、LBD29的表达量变化倍数降低,因此突变体的愈伤形成受抑制。在愈伤组织形成过程中,card1-1突变体中pSCR::GFP和p SHR::SHR-GFP的表达分布都出现了异常,表明card1-1愈伤中细胞层的界定出现了问题。全长的RPB1可以通过正调控细胞分裂素信号促进芽再生。RPB1突变体的芽再生受到抑制,card1-1中细胞分裂素信号受抑制。在RPB1突变体中芽再生相关基因ARR1、ARR10、ARR12、CUC2、STM的表达变化倍数降低导致出芽率降低。card1-1、card1-2、card1-c6外植体的再生根数都多于野生型,说明突变体中生长素信号增强,细胞分裂素信号减弱,由此验证了突变体出芽率降低这一结果。本实验第一次在拟南芥再生过程中研究RPB1的作用,证明了全长的RPB1在拟南芥离体芽再生过程中是必需的。