PH-START1對擬南芥生長發(fā)育的調(diào)控作用.pdf

1、植物的生長發(fā)育是一個開放系統(tǒng)。首先，種子萌發(fā)形成幼苗，又不斷發(fā)育形成新的器官，如根、莖、葉、花、果實、種子，它們都是植物特定發(fā)育階段的產(chǎn)物。植物的營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向生殖發(fā)育是植物生長到一定階段后才完成的，對于多數(shù)植物來講，其調(diào)控過程非常復(fù)雜。
　　PH-START1(At2g28320)是擬南芥START(the lipid/sterol-binding StAR-related lipid transfer protein domai

2、ns)結(jié)構(gòu)蛋白家族成員，已知含有START結(jié)構(gòu)域的蛋白在植物生長發(fā)育過程中起著重要作用。PH-START1除含有START結(jié)構(gòu)域外，還含有PH結(jié)構(gòu)域，在調(diào)控植物生長發(fā)育方面的功能未知。本文探究了PH-START1對擬南芥生長發(fā)育的調(diào)控作用，為闡明和促控植物生長發(fā)育提供理論依據(jù)，主要結(jié)果如下:
　　1.PH-START1的表達模式分析
　　(1)Real-time PCR結(jié)果表明，PH-START1在擬南芥的根、葉、花、角果中

3、都有表達，其中在幼苗期的根中表達量最多，在成苗期根中表達量逐漸減少;蓮座葉中第6片蓮座葉表達量最多，然后隨著發(fā)育時間的延長逐漸減少;在花的發(fā)育過程中，隨著花發(fā)育時間延長，PH-START1的表達量逐漸增多;授粉后3-5d的角果中PH-START1的表達量最高，然后表達量逐漸降低，到授粉后9d角果中PH-START1表達量又略有增加;花中，PH-START1在雄蕊中的表達量最高、其次是花瓣、萼片，在雌蕊中表達量最少。
　　(2)組織

4、定位結(jié)果，PH-START1在擬南芥幼苗期根中表達量較高，在成株期的花藥中PH-START1表達量較高。
　　(3)亞細胞定位結(jié)果，PH-START1主要定位在細胞質(zhì)膜上。
　　2.PH-START1生物學(xué)功能分析
　　對PH-START1功能獲得(過表達，OE)和缺失（T-DNA插入，ph-start1）的轉(zhuǎn)基因擬南芥表型進行觀察，分析PH-START1在調(diào)控擬南芥生長發(fā)育中的功能，發(fā)現(xiàn):
　　(1)PH-ST

5、ART1對營養(yǎng)生長具調(diào)控作用。過表達PH-START1擬南芥營養(yǎng)生長受到明顯的抑制，地上部株型矮小、莖細弱、葉片明顯變小，地下部根系發(fā)育也受到明顯的抑制;PH-START1表達量下降會促進擬南芥的生長發(fā)育。
　　(2)PH-START1對生殖生長具調(diào)控作用。過表達PH-START1擬南芥花序花蕾數(shù)明顯減少;ph-start1的花蕾數(shù)略有增加;過表達PH-START1擬南芥的花瓣對稱性減弱，雄蕊僅剩4個長雄蕊，2個短雄蕊發(fā)育受阻;p

6、h-start1中花瓣也存在不對稱性，2個短雄蕊的發(fā)育增強;過表達PH-START1擬南芥角果明顯短小，果莢內(nèi)種子排列稀疏散亂，種子數(shù)目和百粒重減少，干癟、畸形，萌發(fā)率極低;ph-start1角果變大，種子排列整齊，種子數(shù)目和百粒重增加，種子飽滿，形狀規(guī)則，正常萌發(fā)。
　　(3)PH-START1對花粉發(fā)育具調(diào)控作用。過表達PH-START1擬南芥花中雄蕊的花粉囊發(fā)育畸形，花粉粒內(nèi)容物減少，呼吸強度和淀粉含量明顯降低，精細胞核發(fā)育

7、受抑制，花粉的萌發(fā)和花粉管的伸長均受到抑制。
　　(4)PH-START1對種子發(fā)育具調(diào)控作用。過表達PH-START1的擬南芥，種子胚發(fā)育異常，授粉后3-5d與野生型胚發(fā)育相似，能正常形成球形胚和心形胚，但授粉后7-8d不能像野生型一樣形成魚雷形胚和馬蹄狀的子葉胚，在授粉后9d種子中沒有成熟的胚;ph-start1種子的發(fā)育過程較野生型延遲，種子能形成成熟的胚。
　　3.PH-START1調(diào)控種子發(fā)育的分子機制