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摘 要： 探讨了拟南芥ACOS5基因的表达模式.采用PCR方法对拟南芥col生态型基因组进行扩增，获得ACOS5基因启动子序列，将其连入p1300植物表达载体中以GFP作为报告基因，并将该载体通过农杆菌转基因转入拟南芥col生态型中，观察转基因植物花药中GFP的表达情况.结果：ACOS5：：GFP转基因植物从花药发育第四期到十二期均有GFP表达，GFP的表达峰值在第八期.结论：该表达载体可用，且ACOS5基因从花药发育第四期开始有微弱表达，且随着时期发展逐渐增强，至第八期达到表达最高峰值，随后随时期发展表达量逐渐减弱.
关键词：拟南芥； 花药； GFP； ACOS5
中图分类号： Q 754 文献标识码： A 文章编号： 10005137（2013）03031406
收稿日期： 20130325
基金项目： 上海市教育为浦江人才计划（09PJ1405500）；国家自然科学基金面上项目（30870225）
作者简介： 孙虎林（1986-），男，上海大学生命科学学院硕士研究生；张 卫（1966-），男，博士，上海大学生命科学学院教授.
0 引 言
拟南芥是一种十字花科植物，由于其基因组较小、生长周期短、容易种植等特点深受众多研究学者喜爱，是当今生物学研究的热门模式，为多数实验室和研究机构的研究对象.花是植物中最后重要的器官之一，而花药在植物花发育中占有重要地位 [1].研究表明，拟南芥的花药及小孢子发育在时空上受到精确调控，使花药从分生组织逐步分化、成熟并最终释放花粉 [1-2].ACOS5是拟南芥花药中特异表达的一种基因，该基因编码一种脂酰辅酶A合成酶，该酶能够在有辅酶A存在的情况下消耗ATP将肉桂酸、油酸等合成肉桂酰辅酶A和油酰辅酶A [3].其主要参与拟南芥花药绒毡层的形成及发育，若该基因无意突变会直接导致拟南芥雄性不育 [2-3].如果在模式植物拟南芥中能够探明ACOS5的基因表达模式，将有助于在水稻、小麦等其他粮食和经济作物中应用.
4 讨 论
花粉和花药的发育一直是现代植物学研究的热点，其过程复杂，涉及多个基因的表达及调控.随着分子生物学的不断发展，植物学的研究也不仅仅局限于分类、组织器官的显微观察、解剖观察等方法，而是越来越多地运用现代分子生物学手段对某些基因进行转基因及表达模式分析，这些手段可以直接得到有力的生物学证据，并极大地推动植物花药发育的相关研究.以本研究为例，本报告系统可以直观地对ACOS5的表达模式进行分析，如对不同时期花药中ACOS5的表达观察与分析，并进行量化分析.通过对ACOS5的表达模式进行分析，可以发现该基因在花药发育第八期表达最强烈.据此推测，该基因发挥主要作用的时期为第七到第八期，相关资料显示 [1-2]，该基因突变会导致雄性不育，那么，可能其主要影响花药发育第七到第八期时的花药结构，使绒毡层完整结构不能建立 [2-3]，进而导致雄性不育.目前国内外著名学者多数以原位杂交来研究基因的表达模式 [3]，原位杂交具有一些如实验周期长、不能活体观察、经费开支大等缺点，而以GFP作为报告基因在操作上更方便，时间上更短，经费上更经济，适合在拟南芥花药研究中进行应用.
参考文献：
[1] 戴文懿，孙亚梅，高贝，等.拟南芥温敏雄性不育突变体atms1的获得及表型分析[J].上海大学学报，2011，17（5）：681-686.
[2] 何佳.调控拟南芥雄性不育基因MA的定位及拟南芥MtN3/saliva基因家族分析[D].上海：上海师范大学，2010.
[3] CLARICE A S，SUNG S K，STEFANIE K，et al.A Novel Fatty AcylCoA Synthetase Is Required for PollenDevelopment and Sporopollenin Biosynthesis in Arabidopsis[J].The Plant Cell，2009，21：507-525.
[4] 李俊华，张艳春，徐云远.拟南芥室内培养技术[J].植物学通报，2004，21（2）：201-204.
[5] JOSEPH S，DAVID W R.分子克隆实验指南（上下册）[M].黄培堂，译.北京：科学出版社，2005：1012-1633.
[6] 张好富，张宪银.一种不依赖于无菌培养的拟南芥活体转基因种子筛选方法[J].浙江大学学报：农业与生命科学版，2009，35（4）：372-376.
[7] 樊荣，万小荣，张文涛，等.LEACS6启动子在LEACS6：：GUS转基因拟南芥中的特异性[J].植物生理与分子生物学学报，2004，30（3）：351-358.
[8] 张秀春，李文彬，夏亦荠，等.AtNUDT8过量表达的拟南芥转基因植株[J].热带生物学报，2010，1（1）：9-10.
Expression pattern analysis of Arabidopsis antherspecific gene ACOS5
SUN Hulin， CHU Yanxia， ZHENG Bang， ZHENG Yajie， SI Yingyu， ZHOU Shumin， ZHANG Wei *
（Energy Crop Breeding and Application Key Laboratory of Shanghai，Shanghai University，Shanghai 200444，China）
Abstract：
To investigate ACOS5 gene expression patterns in Arabidopsis，PCR was used to amplify the genome of Arabidopsis col ecological，to get ACOS5 gene promoter sequence to be connected to the p1300 plant expression vector with GFP as a reporter gene，and the vector transgenic transferred by Agrobacterium intends ecotypes of Arabidopsis col observe GFP expression in transgenic plants anther.Results：In ACOS5：GFP transgenic plants from anther development fourth stage to the twelve were GFP expression.GFP expression peak is in the Eighth stage.Conclusion：The expression vector can be used，and ACOS5 gene from anther development fourth stage with weak expression，and gradually increased with the stage of development，to the Eighth achieve expression of the highest peak，then at any stage of development was gradually weakened.
Key words：
Arabidopsis thaliana； anther； GFP； ACOS5
（责任编辑：顾浩然）
关键词：拟南芥； 花药； GFP； ACOS5
中图分类号： Q 754 文献标识码： A 文章编号： 10005137（2013）03031406
收稿日期： 20130325
基金项目： 上海市教育为浦江人才计划（09PJ1405500）；国家自然科学基金面上项目（30870225）
作者简介： 孙虎林（1986-），男，上海大学生命科学学院硕士研究生；张 卫（1966-），男，博士，上海大学生命科学学院教授.
0 引 言
拟南芥是一种十字花科植物，由于其基因组较小、生长周期短、容易种植等特点深受众多研究学者喜爱，是当今生物学研究的热门模式，为多数实验室和研究机构的研究对象.花是植物中最后重要的器官之一，而花药在植物花发育中占有重要地位 [1].研究表明，拟南芥的花药及小孢子发育在时空上受到精确调控，使花药从分生组织逐步分化、成熟并最终释放花粉 [1-2].ACOS5是拟南芥花药中特异表达的一种基因，该基因编码一种脂酰辅酶A合成酶，该酶能够在有辅酶A存在的情况下消耗ATP将肉桂酸、油酸等合成肉桂酰辅酶A和油酰辅酶A [3].其主要参与拟南芥花药绒毡层的形成及发育，若该基因无意突变会直接导致拟南芥雄性不育 [2-3].如果在模式植物拟南芥中能够探明ACOS5的基因表达模式，将有助于在水稻、小麦等其他粮食和经济作物中应用.
4 讨 论
花粉和花药的发育一直是现代植物学研究的热点，其过程复杂，涉及多个基因的表达及调控.随着分子生物学的不断发展，植物学的研究也不仅仅局限于分类、组织器官的显微观察、解剖观察等方法，而是越来越多地运用现代分子生物学手段对某些基因进行转基因及表达模式分析，这些手段可以直接得到有力的生物学证据，并极大地推动植物花药发育的相关研究.以本研究为例，本报告系统可以直观地对ACOS5的表达模式进行分析，如对不同时期花药中ACOS5的表达观察与分析，并进行量化分析.通过对ACOS5的表达模式进行分析，可以发现该基因在花药发育第八期表达最强烈.据此推测，该基因发挥主要作用的时期为第七到第八期，相关资料显示 [1-2]，该基因突变会导致雄性不育，那么，可能其主要影响花药发育第七到第八期时的花药结构，使绒毡层完整结构不能建立 [2-3]，进而导致雄性不育.目前国内外著名学者多数以原位杂交来研究基因的表达模式 [3]，原位杂交具有一些如实验周期长、不能活体观察、经费开支大等缺点，而以GFP作为报告基因在操作上更方便，时间上更短，经费上更经济，适合在拟南芥花药研究中进行应用.
参考文献：
[1] 戴文懿，孙亚梅，高贝，等.拟南芥温敏雄性不育突变体atms1的获得及表型分析[J].上海大学学报，2011，17（5）：681-686.
[2] 何佳.调控拟南芥雄性不育基因MA的定位及拟南芥MtN3/saliva基因家族分析[D].上海：上海师范大学，2010.
[3] CLARICE A S，SUNG S K，STEFANIE K，et al.A Novel Fatty AcylCoA Synthetase Is Required for PollenDevelopment and Sporopollenin Biosynthesis in Arabidopsis[J].The Plant Cell，2009，21：507-525.
[4] 李俊华，张艳春，徐云远.拟南芥室内培养技术[J].植物学通报，2004，21（2）：201-204.
[5] JOSEPH S，DAVID W R.分子克隆实验指南（上下册）[M].黄培堂，译.北京：科学出版社，2005：1012-1633.
[6] 张好富，张宪银.一种不依赖于无菌培养的拟南芥活体转基因种子筛选方法[J].浙江大学学报：农业与生命科学版，2009，35（4）：372-376.
[7] 樊荣，万小荣，张文涛，等.LEACS6启动子在LEACS6：：GUS转基因拟南芥中的特异性[J].植物生理与分子生物学学报，2004，30（3）：351-358.
[8] 张秀春，李文彬，夏亦荠，等.AtNUDT8过量表达的拟南芥转基因植株[J].热带生物学报，2010，1（1）：9-10.
Expression pattern analysis of Arabidopsis antherspecific gene ACOS5
SUN Hulin， CHU Yanxia， ZHENG Bang， ZHENG Yajie， SI Yingyu， ZHOU Shumin， ZHANG Wei *
（Energy Crop Breeding and Application Key Laboratory of Shanghai，Shanghai University，Shanghai 200444，China）
Abstract：
To investigate ACOS5 gene expression patterns in Arabidopsis，PCR was used to amplify the genome of Arabidopsis col ecological，to get ACOS5 gene promoter sequence to be connected to the p1300 plant expression vector with GFP as a reporter gene，and the vector transgenic transferred by Agrobacterium intends ecotypes of Arabidopsis col observe GFP expression in transgenic plants anther.Results：In ACOS5：GFP transgenic plants from anther development fourth stage to the twelve were GFP expression.GFP expression peak is in the Eighth stage.Conclusion：The expression vector can be used，and ACOS5 gene from anther development fourth stage with weak expression，and gradually increased with the stage of development，to the Eighth achieve expression of the highest peak，then at any stage of development was gradually weakened.
Key words：
Arabidopsis thaliana； anther； GFP； ACOS5
（责任编辑：顾浩然）