AGL6類基因在花器官發(fā)育中的功能鑒定.pdf

1、花發(fā)育是植物發(fā)育生物學(xué)的研究熱點(diǎn),而ABCDE模型已經(jīng)被作為解釋花器官發(fā)育決定分子機(jī)制的普遍原理。ABCDE類的MADS盒基因均屬于MIKC亞家族。其中的AP1/AGL9組又進(jìn)一步分為AP1、AGL6/AGL13和SEP三個(gè)分枝,其中AP1和SEP分枝的基因作為ABCDE模型中的因子,對(duì)于它們的功能和作用機(jī)制已經(jīng)進(jìn)行大量的研究。AGL6類基因已從不同的植物種類中克隆,但對(duì)它們的功能和作用機(jī)制卻了解甚少。 為了研究AGL6類基因在

2、風(fēng)信子(Hymcinthus orientalis)中的作用,我們以風(fēng)信子花芽作為材料,克隆出MADS盒基因覷pAGL6,為擬南芥(Arabidopsis thaliana)AGL6的同源基因?；虮磉_(dá)分析結(jié)果顯示,HoAGL6 mRNA在風(fēng)信子花序芽、花被、心皮和胚珠中積累,但未出現(xiàn)于雄蕊、營(yíng)養(yǎng)器官的葉和鱗片中,這說(shuō)明HoAGL6參與了風(fēng)信子花的形成,以及花被和子房的發(fā)育。構(gòu)建HoAGL6的正義表達(dá)載體,轉(zhuǎn)化擬南芥,轉(zhuǎn)基因植株表現(xiàn)為株

3、型矮小,極度提早開(kāi)花,并失去花序的不確定性。因此,HoAGL6參與了開(kāi)花時(shí)間調(diào)節(jié)。另外,35S::HoAGL6轉(zhuǎn)基因擬南芥植株頻繁出現(xiàn)器官同源轉(zhuǎn)化,包括花萼、花瓣和葉片轉(zhuǎn)化為心皮狀結(jié)構(gòu)或子房結(jié)構(gòu),且雄蕊缺失或數(shù)目減少。此結(jié)果表明,在轉(zhuǎn)化植株中HoAGL6參與了花器官特性決定。進(jìn)一步的研究表明,在35S::HoAGL6的擬南芥轉(zhuǎn)化植株中顯著提高了開(kāi)花時(shí)間調(diào)節(jié)基因SOC1和花分生組織特征基因LFY的表達(dá)水平,并且HoAGL6的異位表達(dá)也在葉

4、片中激活了花器官特征基因AG和SEP1的表達(dá)。這些結(jié)果支持在擬南芥中HoAGL6通過(guò)促進(jìn)SOC1和LFY的表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)開(kāi)花時(shí)間,以及通過(guò)激活A(yù)G和SEP1參與了花器官發(fā)育。 通過(guò)對(duì)HoAGL6在花器官?zèng)Q定中的作用機(jī)制分析,我們認(rèn)為AGL6類基因作為一類新的因子參與了ABCDE模型,同時(shí)提出了四組MADS盒蛋白的聚合特性負(fù)責(zé)四輪花器官完整形態(tài)的發(fā)生。第一輪的花萼是由AP1、SEP、SVP、AGL6共同作用決定的：第二輪花瓣由AP1、