體外施加乙烯對擬南芥雄蕊發(fā)育的影響.pdf

1、乙烯是一種被人們熟知且廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的小分子氣體植物激素。對模式植物擬南芥的分子遺傳研究已建立從信號感知到轉(zhuǎn)錄調(diào)控的乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)模型。乙烯信號途徑的有效激活對于植物響應(yīng)生長和環(huán)境信號是必需的，但乙烯信號途徑的持續(xù)過度激活對植物的生長、繁殖有明顯的抑制和毒害作用。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)乙烯在植物發(fā)育過程中細胞程序性死亡方面，植物應(yīng)對環(huán)境脅迫及單性花性別決定過程中均發(fā)揮著重要作用。然而，乙烯調(diào)控植物育性的具體機制并不是非常清楚。為了探究乙烯對植物

2、育性的調(diào)控機制，我們首先對擬南芥植株進行了體外乙烯施加實驗。通過乙烯處理后植株表型觀察，亞歷山大染色以及半薄切片實驗，我們發(fā)現(xiàn)外源乙烯施加抑制雄蕊花絲伸長，并且影響花藥絨氈層和小孢子正常發(fā)育。乙烯處理后花藥發(fā)育6-11期的花藥絨氈層膨脹或缺失，小孢子母細胞（小孢子）降解。但是，我們發(fā)現(xiàn)對乙烯不敏感突變體ein2，ein3 eil1，ein3進行體外乙烯處理，沒有出現(xiàn)乙烯處理野生型擬南芥所出現(xiàn)的不正常的表型。這一結(jié)果說明乙烯是通過目前公認

3、的乙烯信號通路對擬南芥植株育性產(chǎn)生影響的。與此相吻合的是原位雜交實驗結(jié)果顯示:EIN3在花藥發(fā)育的第6至8期的絨氈層及小孢子母細胞（小孢子）中均有表達，在第7期表達量最高。其次，ETR1和ERS1是重要的乙烯受體，缺失突變體etr1-7 ers1-2花藥發(fā)育第7期絨氈層開始逐步出現(xiàn)降解狀態(tài)，最終花粉呈現(xiàn)破碎狀態(tài)，沒有可育花粉，因此擬南芥花藥尤其是絨氈層和小孢子母細胞（小孢子）正常發(fā)育需要乙烯精確調(diào)控。最后，轉(zhuǎn)錄分析表明:乙烯處理后絨氈層