黃瓜生長素受體同源基因的功能研究.pdf

1、植物生長素受體主要的功能是參與生長素信號(hào)通路。對(duì)生長素及其受體的研究已經(jīng)有很長的一段歷史，有關(guān)這方面的報(bào)道也不計(jì)其數(shù)。我國科學(xué)家于2009年已經(jīng)完成了對(duì)黃瓜全基因組序列的測定(Huang et al.,2009)，然而有關(guān)黃瓜中生長素受體的研究報(bào)道卻很少。我們課題組前期的工作報(bào)道了黃瓜中生長素受體同源基因的表達(dá)模式分析，但尚未有對(duì)于其調(diào)控機(jī)制和生物學(xué)功能的進(jìn)一步研究。
　　為了研究黃瓜中生長素受體同源基因的功能以及探究生長素信號(hào)通

2、路在黃瓜及高等植物發(fā)育過程中的功能及作用機(jī)理，從而為生產(chǎn)實(shí)踐提供理論依據(jù)，我們克隆了黃瓜中的生長素受體同源基因CsTIR和CsAFB，構(gòu)建了其過表達(dá)載體并轉(zhuǎn)化野生型及生長素受體功能缺陷突變體tir1-1,開展了許多相關(guān)實(shí)驗(yàn)，獲得了部分研究數(shù)據(jù)。主要的研究結(jié)果如下：
　　1以擬南芥(Arabidopsis thaliana)與黃瓜(Cucumis sativus L.)為實(shí)驗(yàn)材料，從黃瓜中克隆得到黃瓜生長素受體的同源基因CsAFB和

3、CsTIR，構(gòu)建其相應(yīng)的過表達(dá)載體35S:CsAFB和35S:CsTIR。
　　2通過根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)的方法將目的基因異源轉(zhuǎn)化生長素受體基因TIR1功能缺失的擬南芥突變體tir1-1，轉(zhuǎn)基因植株用Hyg進(jìn)行篩選，最終獲得2株轉(zhuǎn)35S:CsAFB的純合株系，5株轉(zhuǎn)35S:CsTIR的純合株系。測定了轉(zhuǎn)基因株系的主根長度與側(cè)根數(shù)量；對(duì)IAA、2,4-D和NPA等植物激素的敏感性；以及在不同溫度條件下，對(duì)各株系下胚軸長度的測定。檢測到各種

4、tir1-1缺陷表型均回復(fù)至野生型狀態(tài)，突變體的表型得到了彌補(bǔ)，從而證實(shí)了CsAFB和CsTIR作為黃瓜生長素受體的事實(shí)，并對(duì)其功能進(jìn)行了間接的初步分析和研究。
　　3通過根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)的方法將目的基因過表達(dá)載體異源轉(zhuǎn)化野生型Col-0擬南芥，轉(zhuǎn)基因植株用Hyg進(jìn)行篩選。最終獲得7株轉(zhuǎn)35S:CsAFB的純合轉(zhuǎn)基因植株，6株轉(zhuǎn)35S:CsTIR的純合轉(zhuǎn)基因植株。對(duì)轉(zhuǎn)基因植株的下胚軸長度、根的發(fā)育狀況以及葉表型進(jìn)行了觀察分析。結(jié)果表

5、明CsAFB與CsTIR基因表達(dá)量越高，主根長度越短，植株側(cè)根數(shù)越多，反之，CsAFB與CsTIR基因表達(dá)量越低，主根長度越長，植株的側(cè)根數(shù)越少。同時(shí)CsAFB與CsTIR基因表達(dá)量高低影響了下胚軸的長度。說明在擬南芥中過表達(dá)CsAFB與CsTIR基因，增加了轉(zhuǎn)基因植株的生長素受體數(shù)量，提高了植株的生長素反應(yīng)，通過擴(kuò)大生長素信號(hào)來參與植物生長發(fā)育調(diào)控。我們的研究結(jié)果初步證實(shí)了CsAFB與CsTIR即為黃瓜中的生長素受體基因，并且證實(shí)它們