水稻無(wú)中葉脈突變體dl2的生理機(jī)制分析及中脈發(fā)育基因DL2的初步定位.pdf

1、葉片是高等植物進(jìn)行光合作用的主要器官，由表皮、葉肉和葉脈組成。葉脈是莖中維管束的分支，經(jīng)過(guò)葉柄分布到葉片的各個(gè)部分，不同植物中葉脈的形態(tài)與分布方式各不相同。在高等植物體內(nèi)，水分和無(wú)機(jī)鹽的運(yùn)輸是通過(guò)一個(gè)非常復(fù)雜而精密的輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成的，各級(jí)葉脈有規(guī)律的分布在葉片中，從而形成了葉片中的輸導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，扮演著為葉片輸送水分和營(yíng)養(yǎng)及支撐葉片的重要角色。在植物葉脈發(fā)育研究方面，盡管對(duì)雙子葉模式植物擬南芥葉脈發(fā)育機(jī)理的研究較為系統(tǒng)，但水稻作為單子葉模式植

2、物，其葉脈的發(fā)育研究還很薄弱；另外，水稻也是世界上最重要的糧食作物之一，其葉脈的發(fā)育狀況直接影響葉片的水分和養(yǎng)料供應(yīng)；同時(shí)葉脈發(fā)育狀況直接影響葉片的受光率，進(jìn)而影響水稻的光合效率。因此探明水稻葉脈發(fā)育的分子機(jī)理，不僅能更多地了解植物維管束系統(tǒng)的發(fā)育機(jī)制，豐富單子葉植物葉脈發(fā)育的分子機(jī)制的理論知識(shí)，而且能幫助人們通過(guò)生物設(shè)計(jì)進(jìn)行株型改良，改善植物葉片的受光率，提高光合作用。因此，對(duì)水稻等單子葉植物葉脈發(fā)育的分子機(jī)理進(jìn)行深入研究具有重要的理

3、論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　 我們?cè)诙i稻品種N45-2群體中發(fā)現(xiàn)一株葉片披垂的無(wú)中葉脈白發(fā)突變體(命名為dl2)。以該突變體為材料進(jìn)行了研究，研究結(jié)果如下：
　　 (1)dl2突變影響水稻的葉脈發(fā)育及排布
　　 與野生型相比，dl2突變體葉片沒(méi)有明顯中脈，原因是中脈不具備空細(xì)胞，中脈及大脈維管柱的韌皮部細(xì)胞及木質(zhì)部細(xì)胞的直徑顯著減小，每個(gè)葉片的小脈總數(shù)顯著增加，以及相鄰兩大脈間小脈數(shù)量也顯著增加。
　　 (2

4、)dl2突變影響水稻葉片早期中脈維管束的分化
　　 與野生型相比，dl2突變體早期中脈維管束的分化明顯延遲，在葉片中央維管柱P3期，幾乎看不到向遠(yuǎn)軸端方向特異性分裂細(xì)胞的大量堆積。這也是dl2突變體葉片中脈無(wú)法正常發(fā)育的基本原因。
　　 (3)dl2突變影響水稻根的生長(zhǎng)發(fā)育
　　 與野生型相比，dl2突變體的側(cè)根及不定根形成的數(shù)量顯著減少，根部皮層細(xì)胞的直徑顯著減少，木質(zhì)部孔的數(shù)量也顯著減少。
　　 (4

5、)dl2突變影響水稻的生長(zhǎng)素極性運(yùn)輸能力
　　 生長(zhǎng)素在植物維管束的發(fā)育過(guò)程中起關(guān)鍵作用。與野生型相比，dl2突變體的生長(zhǎng)素極性運(yùn)輸能力顯著降低，僅是野生型的29.2％，且生長(zhǎng)素運(yùn)輸載體OsPIN1表達(dá)量也顯著降低。生長(zhǎng)素運(yùn)輸抑制劑處理后也得到類似的結(jié)果。
　　 (5)dl2突變影響水稻對(duì)外源生長(zhǎng)素的敏感性
　　 與野生型相比，不管是愈傷組織的誘導(dǎo)還是繼代培養(yǎng)，dl2突變體均對(duì)生長(zhǎng)素表現(xiàn)出較低的敏感性。