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安徽农业科学 2009年第23期37卷 10875-10877,10888页

作者：李德明张秀娟夏冰王朝晖长江大学园艺园林学院湖北荆州434025

植物胚囊在生殖过程(受粉受精)中发挥重要作用,其结构及功能具有特殊的极性。从植物胚囊极性表现、影响胚囊极性建立的因素以及研究植物胚囊极性的意义等方面概述了国内外近年来对植物胚囊极性研究的进展,为生殖生物学在植物胚囊极性领... 详细信息

植物胚囊在生殖过程(受粉受精)中发挥重要作用,其结构及功能具有特殊的极性。从植物胚囊极性表现、影响胚囊极性建立的因素以及研究植物胚囊极性的意义等方面概述了国内外近年来对植物胚囊极性研究的进展,为生殖生物学在植物胚囊极性领域以及生态学种群繁衍研究奠定基础。

关键词：胚囊极性建立生长调节剂

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生长素在植物胚胎早期发育中的作用

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植物学报 2013年第4期48卷 371-380页

作者：宋丽珍王逸杨青华程佑发河南农业大学农学院郑州450002 中国科学院植物研究所中国科学院植物分子生理学重点实验室北京100093

有性生殖是有花植物的一个重要特征,胚胎则是实现有性生殖和世代交替的重要载体。植物胚胎从双受精开始,经历了合子极性建立、顶基轴形成、细胞层分化和器官形成等过程,这些过程都受到生长素的调控。近年来的研究表明,生长素在生物合成... 详细信息

有性生殖是有花植物的一个重要特征,胚胎则是实现有性生殖和世代交替的重要载体。植物胚胎从双受精开始,经历了合子极性建立、顶基轴形成、细胞层分化和器官形成等过程,这些过程都受到生长素的调控。近年来的研究表明,生长素在生物合成、极性运输和信号转导3个层面上调控胚胎的发育过程。该文以双子叶植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)为例,综述了生长素对胚胎早期发育过程,包括合子极性和顶基轴建立、表皮原特化和对称模式转变、胚根原特化和根尖分生组织形成及茎尖分生组织形成等发育的调控机制。

关键词：生长素胚胎发生模式建成极性建立

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木本植物次生维管系统形态建成的基因调控与信号转导研究进展

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林业科学 2009年第11期45卷 127-134页

作者：王洁华卢孟柱天津大学农业与生物工程系天津300072 中国林业科学研究院林业研究所国家林业局林木培育重点实验室北京100091

树木的次生生长决定着木材的产量,具有重要的经济价值。围绕着草本模式植物拟南芥和木本模式植物杨树,对近年来有关维管组织形态建成的信号机制与基因调控的研究进展进行概括,主要内容为:维管组织的功能与形成;维管形成层的细胞类型及... 详细信息

树木的次生生长决定着木材的产量,具有重要的经济价值。围绕着草本模式植物拟南芥和木本模式植物杨树,对近年来有关维管组织形态建成的信号机制与基因调控的研究进展进行概括,主要内容为:维管组织的功能与形成;维管形成层的细胞类型及基因表达特异性;木质部和韧皮部细胞极性的有关关键基因;维管形成层干细胞的分化机制;维管组织发育中的激素调控网络。重点对比拟南芥和杨树这2种模式物种之间的异同。

关键词：维管形成层模式植物基因表达与调控极性建立分生干细胞激素调控网络

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ROP信号途径调控花粉萌发的分子机理研究

ROP信号途径调控花粉萌发的分子机理研究

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作者：张舒展山东农业大学

学位级别：硕士

花粉萌发是开花植物完成有性生殖过程的必要环节,它对于保障种子生产和物种特异性至关重要。花粉萌发受众多蛋白因子和细胞学活动调控。然而对调控花粉萌发调控途径的了解尚不完善。ROP是植物体内特有的一类小G蛋白。活性形式的ROP通过... 详细信息

花粉萌发是开花植物完成有性生殖过程的必要环节,它对于保障种子生产和物种特异性至关重要。花粉萌发受众多蛋白因子和细胞学活动调控。然而对调控花粉萌发调控途径的了解尚不完善。ROP是植物体内特有的一类小G蛋白。活性形式的ROP通过激活其下游效应因子来调控植物的极性生长、生物与非生物抗性以及植物激素响应等。花粉萌发过程中ROP快速活化,暗示ROP参与其中,但缺乏遗传学证据。本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术同时敲除拟南芥花粉表达的ROP1、ROP3、ROP5和ROP9,并综合细胞学、遗传学、生物化学与分子生物学等手段证实了ROP信号途径调控花粉萌发。取得的主要研究结果如下:(1)rop突变体的创制利用CRISPR/Cas9基因编辑技术创制了rop1单突变体、rop3;9双突、rop1;3;9三突和rop1;3;5;9四突突变体。经过序列比对,发现rop1和rop3分别为在第三和第二个外显子上有一个碱基插入;rop5第一个外显子上缺失了11个碱基;rop9为第二个外显子上有一个碱基缺失,最终均造成翻译提前终止。(2)rop1;3;5;9突变体角果败育对获得的这些突变体的营养生长进行分析,发现其萌发后三周的小苗和萌发后五周的植株生长状态均正常,但rop1;3;5;9四突角果不结实。正反交实验结果显示,以野生型花粉授rop1;3;5;9柱头时,角果正常结实;而当以rop1;3;5;9四突作为父本,野生型作为母本时,所得角果不结实,表明该突变体的败育属于雄性不育。杂合突变体自交和正反交后代分离比实验结果表明rop1;3;5;9突变体的败育属于配子体遗传。(3)rop突变体花粉体外萌发异常对野生型花粉和rop1;3;5;9花粉进行亚历山大染色、DAPI染色和扫描电镜观察,结果显示rop1;3;5;9花粉的细胞质形态、细胞核数目及花粉壁发育均正常。此外,花粉黏附与水合实验结果显示rop1;3;5;9花粉在野生型柱头上可以正常黏附、水合。然而,花粉体外萌发实验结果显示rop1;3;5;9完全不萌发;rop1单突和rop3;9双突变体花粉体外萌发速度比野生型慢,但最终可以达到野生型水平;rop1;3;9三突变体体外萌发率降低。在rop1;3;5;9四突变体中引入Lat52:YFP-ROP3,其角果育性恢复。以上结果表明ROP1、ROP3、ROP5和ROP9功能冗余性地调控花粉萌发。(4)ROP调控花粉萌发的候选效应因子筛选利用Lat52:mRFP-ROP1花序总蛋白进行免疫沉淀和质谱分析找到了ROP的候选互作蛋白BDR9(Boundary of ROP domain 9)。拟南芥转录组数据库显示其与同家族的BDR8在成熟花粉和花粉管中相对高量表达。q PCR分析和BDR8genomic-GUS与BDR9genomic-GUS转基因材料的GUS组化分析结果显示BDR8和BDR9确实在成熟花粉和花粉管中相对高量表达,暗示BDR8/9可能参与调控花粉萌发。(5)ROP与BDR8/9互作Split-LUC实验显示ROP1、ROP3、ROP5和ROP9的不同形式(野生型、CA和DN形式)与BDR家族中在花粉和花粉管高量表达的BDR8/9之间均互作。Pull-down实验结果显示BDR8与ROP1及ROP1的互作强,与ROP1的互作弱,而BDR9与三种形式的ROP1互作强度相当。FRET实验结果表明BDR8/9与ROP的互作发生在细胞膜上。本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术创制rop不同组合的突变体,明确了拟南芥花粉中表达的ROP对花粉萌发的调控。利用免疫沉淀结合质谱分析、生物信息学分析及点对点互作验证找到了ROP调控该过程的候选效应因子BDR8/9。本研究为深入研究ROP信号途径调控花粉萌发奠定了基础,为其在农业生物技术领域的利用提供了更多信息。

关键词：有性生殖花粉萌发极性建立小G蛋白ROP 效应因子

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