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生长抑制子RhGAI1在乙烯调节的月季花瓣扩展过程中的功能分析

罗靖  
【摘要】:乙烯调控了植物生长发育的多个方面。在月季花朵开放过程中,乙烯发挥了一个重要作用。在月季切花采后流通过程中,环境中积累的乙烯导致花朵开放异常,造成重大经济损失。已有研究表明,乙烯对月季花朵开放的影响,部分是由于乙烯抑制了月季花瓣表皮细胞的扩展,进而影响到花朵开放,然而这一潜在的分子调节机理目前尚不明确。这里,我们的研究结果表明,乙烯对月季花瓣中表皮细胞扩展的抑制部分是通过一个生长抑制子RhGAI1介导的。乙烯诱导了RhGAI1的表达,而乙烯抑制齐1-MCP抑制了它的表达。在乙烯受体家族RhETRs沉默的月季花瓣样本中,RhGAI1的表达受到诱导。并且,在携带RhGAI1启动子的ein2和Col-0野生型转基因拟南芥中,乙烯信号的阻断改变了RhGAI1的表达模式。更进一步,原生质体瞬时表达结果表明,EIN3家族成员RhEIN3-3强烈诱导了RhGAI1的启动子活性。通过EMSA实验,还验证了RhEIN3-3和RhGAI1启动子的直接结合,证明RhGAI1是RhEIN3-3的一个直接下游基因。此外,RhGAI1调节了花瓣细胞的扩展,在拟南芥中过表达RhGAI1,抑制了花瓣细胞的扩展,而在月季花瓣中沉默RhGAI1,则促进了花瓣细胞的扩展。RhGAI1还调节了一系列细胞扩展相关功能基因的表达。其中,RhGAI1沉默的月季花瓣中,RhCesA2的表达受到明显的诱导,并且在原生质体瞬时表达中,RhGAI1还强烈抑制了RhCesA2的启动子活性。通过EMSA实验,还验证了RhGAI1和RhCesA2启动子的直接结合,证明RhCesA2是RhGAI1的一个直接下游基因。这些结果表明,响应乙烯的生长抑制子RhGAI1作用于RhEIN3-3的下游,调控了RhCesA2等一系列细胞扩展相关的下游功能基因的转录,从而参与了乙烯调节的月季花瓣扩展过程。本研究揭示了乙烯对RhGAI1的转录调节机理,有助于了解乙烯调控月季花瓣扩展的分子机制。


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