擬南芥RNA解旋酶突變體imprinted gene 1的表型分析.pdf

1、胚乳是被子植物雙受精的產(chǎn)物,在胚和幼苗的發(fā)育過(guò)程中起到重要作用,關(guān)系到種子發(fā)育和作物產(chǎn)量的形成。擬南芥基因組含有100多個(gè)RNA解旋酶基因,參與基因轉(zhuǎn)錄,pre-RNA的加工、成熟、轉(zhuǎn)運(yùn),翻譯以及核糖體的裝配等多個(gè)細(xì)胞學(xué)過(guò)程,在植物發(fā)育和生理代謝過(guò)程中起作用。
　　我們鑒定到一個(gè)擬南芥T-DNA插入突變體imprinted gene1(img1),其T-DNA插入到一個(gè)RNA解旋酶基因上,該基因編碼一個(gè)DEAD-box RNA解旋

2、酶。img1/+雜合突變體后代中沒(méi)有純合體,雜合體自交后代中野生型與雜合體的分離比約1:1,并且雜合體角果種子缺失,約為野生型的60％。當(dāng)用雜合體作母本,與野生型做雜交時(shí),后代植株基因型中野生型與雜合體的比值約為2:1,而當(dāng)用野生型作母本與雜合體雜交時(shí),后代植株基因型中野生型與雜合體的比值接近1:1。分析突變配子的傳遞效率,發(fā)現(xiàn)該突變基因通過(guò)雌配子的傳遞效率明顯降低。
　　img1/+突變體幼嫩角果的種子有三種類型,一種是大小類似

3、于成熟的胚珠,呈白色,推測(cè)是傳粉后未進(jìn)一步發(fā)育的種子(類型a);另一種的體積大于第一種類型,但小于正常發(fā)育的種子,呈黃色,推測(cè)是發(fā)育一段時(shí)間后敗育的種子(類型b);這兩種類型的種子最終都敗育。還有一種是正常發(fā)育的種子,它們分別占總數(shù)的25%,12%和65%。但是用雜合體作母本與野生型雜交,角果中存在正常發(fā)育的種子和類型 b的種子。推斷img1/+突變體自交授粉的角果中類型b屬于雜合體,而類型a為純合體。
　　qRT-PCR分析、p

4、IMG1::GUS活性分析發(fā)現(xiàn)IMG1在擬南芥的根、分生組織、葉、花、雌蕊中都有表達(dá),并且在花和雌蕊中的表達(dá)量較高,但是不在花粉中表達(dá)。原位雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)IMG1在整個(gè)雌配子體的發(fā)育過(guò)程中表達(dá),在胚和胚乳中也檢測(cè)到較強(qiáng)的雜交信號(hào)。
　　img1/+突變體花粉的亞歷山大染色、花粉萌發(fā)等與野生型并無(wú)差別。我們利用帶有Lat52::GUS標(biāo)記的花粉授粉后GUS染色以及苯胺藍(lán)染色觀察,發(fā)現(xiàn)雖然有13%的胚珠孔附近花粉管出現(xiàn)纏繞的現(xiàn)象,但是最

5、終都能進(jìn)入珠孔。將帶有精細(xì)胞標(biāo)記pHTR10::HTR10-mRFP的花粉授到img1/+突變體的柱頭上,20h后觀察。與野生型一樣,所有 img1/+突變體的胚珠中都沒(méi)有紅色熒光信號(hào),說(shuō)明img1/+所有雌配子體都能完成受精。
　　利用野生型花粉給突變體植株授粉3d后,發(fā)育異常種子的胚已經(jīng)發(fā)育到球形胚階段,但是觀察不到胚乳。將帶有標(biāo)記胚和胚乳GRP23:GUS標(biāo)記的花粉授到img1/+突變體柱頭上,3d后檢測(cè)GUS信號(hào)發(fā)現(xiàn),敗育