【摘 要】
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生长素发现至今已有130余年,经过科学工作者们不懈的努力,在生长素的合成、信号传导、运输方面的研究都取得了一定的进展,然而在生长素的研究中还存在很多问题。就生长素合成方面而言,存在多种途径交叉形成的网络,很多基因是未知的,且各种途径的调节和相互关系很多也是未知的。由于生长素在植物的生长发育中起关键的调节作用以及大量冗余基因的存在,很难筛选到内源生长素降低的突变体。本文系统阐述了本实验室建立的生长素
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生长素发现至今已有130余年,经过科学工作者们不懈的努力,在生长素的合成、信号传导、运输方面的研究都取得了一定的进展,然而在生长素的研究中还存在很多问题。就生长素合成方面而言,存在多种途径交叉形成的网络,很多基因是未知的,且各种途径的调节和相互关系很多也是未知的。由于生长素在植物的生长发育中起关键的调节作用以及大量冗余基因的存在,很难筛选到内源生长素降低的突变体。本文系统阐述了本实验室建立的生长素缺陷筛选体系。体系建立在对ckrc1/taa1突变体的研究基础上。细胞分裂素促进生长素的合成,但是抑制生长素的运输,当CKRC1基因突变时,生长素在根中的含量减少,从而使突变体在含有0.1μM玉米素存在的情况下,产生了根卷曲的易于辨认的表型,这个表型可以让我们方便地筛选出更多生长素合成相关的突变体本工作从PSKI015中T-DNA插入的突变体库CS31100中筛选了近360,000棵幼苗,获得了17个突变体。通过生化互补,遗传等位分析,热不对称交错式PCR(Tail-PCR),反向PCR(Inverse-PCR),基因芯片和基因组重测序等技术,确定了其中16突变基因为已知基因,其中有7个AUX1的等位突变、6个CKRC1/TAA1的等位突变、1个WEI7的等位突变、1个WEI2的等位突变、1个PIN2的等位突变,,1个未知突变体,命名为y81(root wave1,rw1).表型实验研究表明,rw1(y81)突变体种植在0.1μMtZ平板上,根具有波浪状的表型,这种表型能够被外源生长素(IAA,2,4-D和NAA)恢复。培养基中生长7天的幼苗主根长度和下胚轴长度明显短于野生型,这是低生长素的表型。另外GC-MS分析rw1(y81)幼苗中生长素的含量,也表明rw1(y81)的生长素含量明显低于野生型。通过基因组重测序技术已经在rw1(y81)突变体中发现了4个T-DNA插入和近15,000个单核苷酸多态性,包括Col-2与Col-0生态背景不同的单核苷酸多态性(SNP)。用外源生长素和细胞分裂素处理rw1(y81),分析生长素和细胞分裂素初级响应基因IAA1/IAA2和ARR5/ARR15的表达,与野生型无差别,表明rw1(y81)的生长素和细胞分裂素信号通路正常。IBA-IAA的稳态平衡影响IAA的平衡,通过IBA处理后rw1(y81)的响应情况,发现其与野生型存在明显差异,表明rw1(y81)可能参与到影响IBA-IAA稳态的过程中。综上所述,我们的实验结果表明,我们建立的细胞分裂素诱导根卷曲的筛选体系是高度有效的。我们从近360,000粒种子中筛选到的rw1(y81)突变体,极可能是一个新的未知的参与生长素稳态调节的突变体。
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