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生长素与硝态氮信号互作参与拟南芥根系的生长发育

生长素与硝态氮信号互作参与拟南芥根系的生长发育

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作者：牛田田山东大学

学位级别：硕士

植物根系对于植物的生长发育起着至关重要的作用。根系是植物从外界获取水分和养分的主要器官,并起到固定和支持的作用。氮素是植物生长发育过程中所必需的大量元素之一,在植物生长发育中起到非常重要的作用。目前已有的研究结果表明,... 详细信息

植物根系对于植物的生长发育起着至关重要的作用。根系是植物从外界获取水分和养分的主要器官,并起到固定和支持的作用。氮素是植物生长发育过程中所必需的大量元素之一,在植物生长发育中起到非常重要的作用。目前已有的研究结果表明,外界不同浓度的氮源能够影响拟南芥根系的结构及生长发育。高浓度KN03处理会抑制主、侧根伸长,抑制侧根emergence;低浓度的KN03处理会促进侧根伸长、可见侧根数目增多,侧根原基数目减少。生长素在植物根的生长发育过程中发挥着关键作用,为了阐明不同浓度的KN03对于根系结构的影响是否是由生长素介导的,我们开展了如下主要研究工作： 1.利用生长素报告基因转基因系DR5::GFP检测不同浓度KN03处理下DR5::GFP的表达情况;我们的观测结果表明,主根的根尖、侧根的根尖,高氮处理下DR5::GFP的信号是明显高于低氮处理下的植株,这就解释了在高氮处理下主根的伸长受到抑制,侧根的伸长也被阻断的原因;同时,我们用高氮和低氮处理生长素受体突变体tir-1,发现tir-1对于氮源响应明显减弱,包括低氮诱导的侧根伸长和高氮抑制的侧根的伸长都大大减弱。 2.参与氮源响应的关键生长素响应因子的筛选;我们在高氮和低氮的条件下对所有生长素响应因子的arfs突变体进行了筛选,发现arfn对于高氮极为不敏感,对低氮极为敏感,包括高氮对LR emergence的抑制程度不明显,低氮抑制侧根原基的发生极其明显。通过检测arfnpro::GUS在不同KN03的浓度下的信号强弱,发现高氮抑制arfn的表达,低氮促进arfn的表达。此外,对arfn突变体的表型分析表明,arfn具有促进LR emergence的功能,这些结果表明高浓度的KN03抑制侧根的发生是通过抑制arfn的表达来实现的,因此arfn突变体对高浓度的KN03不敏感,并没有明显抑制LR emergence。 3.参与氮源响应的关键生长素响应因子arfn互作蛋白的筛选;利用酵母双杂交技术筛选并验证出了arfn的互作蛋白IAA17. IAA27,并且IAA27与IAA17在烟草体内的互作也通过荧光双分子互补技术得以验证。检测iaa17突变体的表型发现iaa17的突变体表型为较多的可见侧根,而侧根原基的数目较少,而arfn的突变体表型是可见侧根较少,侧根原基数目较多,两者呈现出了相反的表型,这与我们arfn和IAA17互作的实验结果相一致,也为进一步研究arfn参与的生长素信号途径调控侧根发育提供了新的线索。

关键词：拟南芥 KNO3 arfn DR5::GFP

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