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《东北师范大学》 2003年
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龙芽楤木体细胞胚发生过程中特异性蛋白表达差异的研究

李丹  
【摘要】: 植物体细胞在一定条件下可分化为胚性细胞,并通过体细胞胚的发育形成一个完整的植株,这一过程是基因差别表达的结果。它的本质一直是植物发育生物学研究的重点问题之一。 本论文采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,对龙芽楤木体细胞胚发生过程中愈伤组织形态建成、胚性愈伤转化、胚状体发育和植株再生四个阶段的可溶性蛋白的动态变化进行分析。根据可溶性蛋白动态变化的特点,我们建立了龙芽楤木体细胞胚发生过程的蛋白质表达模型,并找到了一些与体细胞胚发生相关的特异性蛋白。由于体细胞胚胎发生还受到一系列内外环境因素的调节,所以研究外界因子对特异性蛋白表达的影响也是研究体细胞胚发生过程分子机制的重要组成部分。我们探讨了植物激素、活性炭和蔗糖三种外界因子对体细胞胚的调控机理,试图进一步揭示体细胞胚发生的分子基础。 龙芽楤木体细胞胚发生过程中可溶性蛋白表达模型的建立,从整体上体现了可溶性蛋白表达的时空特异性。该模型显示可溶性蛋白的表达活力出现了两个峰值。它们分别对应于体细胞胚发生过程中胚性愈伤形成的准备期(C_6期)和胚状体发育期(E_1~E_5)两个关键时期。并且在胚性愈伤的转化过程中,能够获得胚性发生能力的愈伤组织其可溶性蛋白含量的最低阈值为11.5±0.5ug/mgFW,总蛋白含量低于或远远高于这一阈值的愈伤组织其胚性能力丧失或极低。此外,在植株再生阶段,可溶性蛋白的表达呈现明显的器官特异性。 在龙芽楤木体细胞胚发生过程中,我们发现了若干胚胎发生相关蛋白。正是这些胚胎发生相关蛋白的选择性表达促成了体细胞胚的发生和发育。首先,在胚性愈伤和胚状体发育阶段特异性表达的蛋白组分有49KD、40KD、31KD、22KD和20KD。其中49KD在胚性愈伤组织、球形胚和成 熟的子叶胚三个阶段共同表达,3lKD在胚性愈伤组织、球形胚和心形胚 三个阶段共同表达。它们可以分别作为胚性愈伤组织、胚状体发育阶段或 其中某一特定时期的分子标记。另外,53KD蛋白组分的表达量在胚状体 发育阶段明显增加,该种蛋白组分可能也对胚状体的发育起到了促进作 用。其次,70 KD、63 KD、55 KD、45 KD和 36 KD的表达都起始于愈伤 组织形态建成阶段,并在整个龙芽榴木离体培养再生体系中动态表达。其 中 36 KD蛋白组分在胚性愈伤组织和胚状体中表达而在非胚性愈伤组织 和再生植株中不表达,它是直接与愈伤组织胚性发生能力相关的特异性蛋 白。55 KD蛋白组分受生长素 2,4D的负调控,并对体细胞胚的发生具有 显著的促进作用。这些早期表达的蛋白组分可能是植物中共同存在的体细 胞胚发生相关蛋白,对胚状体发生的决定起着重要作用。此外,我们还发 现,与愈伤组织增殖有关的 43 KD愈伤组织特异性蛋白;在胚性愈伤组 织和胚状体发生阶段特异性缺失的 35 KD蛋白组分,它可能与胚状体发 生能力的丧失有关。 由上述实验结果我们发现,在龙芽榴木体细胞胚发生过程中,任何 发育阶段都不是单个基因作用的结果,而是一组基因在时间和空间上有序 表达的结果。 本实验结果还表明,植物激素、活性炭、蔗糖三种外界因子都是通 过直接或间接调节特异性蛋白组分的开启与关闭即通过调控相应基因的 代谢活性来实现对龙芽榴木体细胞胚发生的影响。 本论文的研究结果将有助于发现与体细胞胚发生相关的特定基因, 揭示体细胞胚发生的分子机理及外界因子对体细胞胚发生的调控机制,为 研究植物的合于胚发育提供理论基础。
【学位授予单位】:东北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:Q942

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【引证文献】
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