收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

拟南芥CrRLK1L蛋白激酶(CLPs)调控花粉管在雌蕊中生长

祝蕾  
【摘要】:显花植物的雌雄配子体,也叫胚囊和花粉,分别含有雌配子卵细胞和雄配子精细胞。它们分别产生于雌蕊的胚珠和雄蕊的花药中。在植物开花时,成熟的花粉被传递到雌蕊的柱头上,经识别后萌发出管状的花粉管,花粉管侵入柱头,并在雌蕊组织中极性生长,最终进入胚珠的胚囊中,并释放其携带的两个精细胞进行双受精。花粉管在雌蕊中的极性生长是把精细胞传送到雌配子体中完成受精所必需的,是植物有性生殖的重要步骤。维持花粉管在雌蕊中的正常生长受到花粉管与雌蕊互作机制的调控,但目前对花粉管与雌蕊组织互作调控花粉管极性生长的机制研究还很少。CrRLK1L亚家族是一类RLK,参与细胞间的信号传导;并且,它们因可能参与雌雄互作而倍受关注,但目前,关于CrRLK1L在花粉管与雌蕊互作并极性生长中所起的作用了解甚少。本论文分析和鉴定了花粉和花粉管表达的CrRLK1L亚家族RLKs在花粉管体内生长中的作用和机制。首先利用拟南芥资源网提供的芯片数据分析了 CrRLK1L亚家族17个成员的表达模式,鉴别出五个候选的花粉管表达CrRLK1L基因:分别是已有报道在花粉管生长中起重要作用的ANX1和ANX2、有报道在根中起重要作用的CAP1基因和两个功能未知的CrRLK1L PRO(TEIN CLP)基因CLP1和CLP2。Real-time PCR分析显示,CLP1和CLP2在花粉中有比较高的表达,而CAP1在花粉中的表达量比较低。启动子活性分析和GFP标记分析显示,CLP1和CLP2在花粉中高表达;CLP1和CLP2蛋白在成熟花粉和花粉管中表达,并定位在花粉管顶端区域的质膜。这些结果表明,CLPs是在花粉管中表达并定位于花粉管顶端区域质膜上的RLKs。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术分别敲除CLP1和CLP2基因,获得了单突变体clp1-1、clp1-2、clp2-1、clp2-2及双突变体clp1-1clp2-1和clp1-2 clp2-2。这些突变体都在相对应的CLP蛋白胞外域中,发生了单一碱基缺失或插入的点突变,导致CLP蛋白在胞外范围内提前出现翻译终止密码子,造成CLP蛋白翻译提前终止。clp1突变体结实率正常,而clp2结实率明显地降低,clp1 clp2双突育性降低的表型没有明显地比clp2加重。遗传分析显示,clp1的雌雄配子的传递率正常:clp2雌配子体功能也正常,但clp2雄配子传递率则严得下降;并且clp1可以轻度地加重clp2雄配子遗传传递率低的表型。所有clp突变体花粉的形态发育、花粉活力、花粉核型发育和体外萌发生长都与野生型的无明显差异。突变体花粉管在雌蕊中萌发生长时,clp1花粉管可以进入引导组织,花粉管表面出现凸起和粗细不均匀,但不影响受精;而clp2花粉管虽然也能进入花柱,但出现严重的去极性现象,肿胀和变粗,不能进入引导组织,导致不能完成受精。突变体互补实验表明,clp突变体的花粉管在雌蕊中极性生长异常的表型是由CLP基因功能缺失引起的。此外,CLP1的显性负效应突变体也有类似于clp2的强表型。这些结果表明,CLP基因在维持花粉管在雌蕊正常极性生长中起重要作用,而且CLP2的作用大于CLP1。Y2H和BiFC实验显示,CLP1和CLP2蛋白都可以与RopGEF1或RopGEF12互作,而且在植物细胞检测体系中,CLP与GEF互作的位置与质膜标注信号共定位。实验也显示,RopGEF1和 RopGEF12 分别可与ROP1、ROP3、ROP5 或 ROP9 互作。此外,CLP1 和 CLP2 与 RopGEF1或RopGEF12的自我磷酸化区域互作,而ROP1、ROP3、ROP5或ROP9与RopGEF1或RopGEF12的PRONE结构域互作,暗示CLPs、GEF和ROP有可能形成复合体。Y3H实验也显示,CLP1或 CLP2、RopGEF1 或 RopGEF12 与 ROP1、ROP3、ROP5 或 ROP9 能形成复合体。此外,Y2H和BiFC实验也显示,CLP1能与CLP2互作形成异源聚合体,而CLP2还可以形成同源聚合体,它们的互作位置也都定位在质膜。综上所述,CLP基因在调控花粉管在雌蕊组织中的极性生长起重要作用。CLP蛋白可能参与花粉管与雌蕊组织的互作,并可能通过与ROP信号途经互作调控花粉管在雌蕊中的极性生长。这些研究结果可为进一步深入研究花粉管与雌蕊组织互作调控花粉管在雌蕊中的极性生长机理提供新的线索。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 田彦宝;;拟南芥花粉管的原位冷冻扫描电镜实验方法[J];电子显微学报;2017年05期
2 蒋晶晶;曹家树;;花粉管引导机制的研究进展[J];中国细胞生物学学报;2011年09期
3 吴建明;观察花粉管的简易方法[J];实验教学与仪器;1997年02期
4 ;花粉管[J];北方园艺;2012年24期
5 黄景华,王广金,孙岩,刁艳玲;小麦花粉管通道形成时期的研究[J];黑龙江农业科学;2004年02期
6 范丙友,高水平,蒋湘宁,王占营;牡丹花粉管通道形成时间初探[J];河南农业科学;2004年05期
7 曹后男,朴日子,宗成文,赵成日,朱波;桃、李种间杂交花粉萌发及花粉管行为的观察[J];果树学报;2004年04期
8 杨弘远;用荧光染色技术标记生活花粉管的研究[J];实验生物学报;1986年04期
9 谭奥伦;;花粉管向胚珠方向生长的控制机理[J];生物技术世界;2015年05期
10 刘宁;;被子植物花粉管的生长方向[J];生物学通报;2013年04期
11 ;花粉管导向控制机制的研究取得重要进展[J];遗传;2011年11期
12 金英善,曹后男,曲柏宏,朴日子,宗成文;苹果梨授粉花粉的萌发以及花粉管的行为[J];延边大学农学学报;2002年03期
13 陶友保;慈菇属植物的花粉管再分配现象[J];植物杂志;2002年05期
14 陆小平;桑树花粉管分枝的发现[J];蚕业科学;1989年04期
15 杨书华;倪万潮;葛才林;朱静;王泽港;罗时石;;陆地棉花粉管通道形成时期的研究[J];扬州大学学报;2006年01期
16 尚峰男;宋少宇;田菊;王君;;油松离体花粉管的生长及微丝骨架分布[J];林业科学;2013年04期
17 李智渊;;观察花粉管的好材料[J];植物杂志;1988年04期
18 吴举宏;关于“观察被子植物花粉管”的一组拓展性实验[J];实验教学与仪器;2002年10期
19 陆彦;林明明;王莉;金飚;;银杏花粉萌发生长与分枝式花粉管形成的观察[J];电子显微学报;2009年05期
20 秦新民,李惠敏,薛妙男,杨继华;沙田柚自交、异交花粉管蛋白双向电泳分析[J];广西植物;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 唐威华;;由受体激酶介导的花粉管信号转导机制[A];2006中国植物细胞发育与分子生物学学术研讨会论文集[C];2006年
2 蒋晶晶;黄鹂;曹家树;;十字花科植物授粉受精过程中的花粉管引导[A];中国十字花科蔬菜研究进展 2009——中国园艺学会十字花科分会第七届学术研讨会论文集[C];2009年
3 周薇;竹田浩之;刘希珍;中川直树;樱井直树;黄健;李一勤;;1,4—β—葡聚糖内切酶基因克隆及其在百合花粉和花粉管中的特异表达[A];中国植物学会七十周年年会论文摘要汇编(1933—2003)[C];2003年
4 武芝霞;李付广;刘传亮;张朝军;李凤莲;王玉芬;;影响棉花花粉管注射转化率因素初探[A];中国棉花学会2004年年会论文汇编[C];2004年
5 陈彤;林金星;;胞质钙稳态变化影响花粉管发育的蛋白质组学及细胞学分析[A];第二届全国植物蛋白质组学学术研讨会论文集[C];2007年
6 魏丽勤;徐文英;薛勇彪;王台;;水稻花粉发育与花粉管极性生长的分子基础研究[A];中国遗传学会植物遗传和基因组学专业委员会2007年学术研讨会摘要集[C];2007年
7 杨淑娟;田惠桥;;宁夏枸杞柱头和萌发花粉中的钙分布特征[A];中国细胞生物学学会第九次会员代表大会暨青年学术大会论文摘要集[C];2007年
8 李红菊;朱杉杉;石东乔;陈艳红;刘洁;杨维才;;植物胚囊发育与花粉管导向研究[A];第二届全国发育生物学大会论文集[C];2014年
9 范丙友;高水平;王占营;;牡丹花粉管通道形成时间初探[A];中国园艺学会第六届青年学术讨论会论文集[C];2004年
10 杨淑娟;田惠桥;;宁夏枸杞柱头和萌发花粉中钙分布特征[A];2007中国植物生理学会全国学术会议论文摘要汇编[C];2007年
11 ;Identification and functional characterization of genes associated with pollen tube growth in Picea wilsonii[A];第九届全国植物结构与生殖生物学学术研讨会论文摘要集[C];2010年
12 曹后男;宗成文;朴日子;巩艳明;王宁;;李属种间杂交花粉萌发及花粉管行为的观察[A];东北三省及内蒙古地区遗传学研究进展学术研讨会论文汇编[C];2009年
13 韩冰;杨宁;王台;;应用定量蛋白质组技术理解花粉管极性建立的蛋白质基础[A];2011全国植物生物学研讨会论文集[C];2011年
14 高起飞;古莉莉;亓果宁;王永飞;;拟南芥花粉管导向信号感受器SGS(Sensor of Guidance Signal)的鉴定和功能研究[A];从植物科学到农业发展——2012全国植物生物学大会论文集[C];2012年
15 王艳杰;申家恒;;花粉管通道法转基因技术的细胞胚胎学机理的探讨(提纲)[A];第六届全国植物结构与生殖生物学学术研讨会论文摘要集[C];2004年
16 孙颖;韩晔;卢素敏;孙大业;;百合花粉管类整合素蛋白生化特性分析及其下游信号FAK的检测[A];中国生物化学与分子生物学会第八届会员代表大会暨全国学术会议论文摘要集[C];2001年
17 胡适宜;李春贵;;用鬼笔环肽予处理保存花粉管中微丝超微结构的方法[A];海峡两岸电子显微学讨论会论文专集[C];1991年
18 刘昭军;卢翠华;王振华;邸宏;;花粉管介导法转化玉米的研究[A];第五次全国植物分子育种代表大会暨学术交流会论文集[C];2008年
19 傅缨;;多功能细胞骨架结合蛋白RIC1参与调控花粉管生长[A];中国遗传学会第九次全国会员代表大会暨学术研讨会论文摘要汇编(2009-2013)[C];2013年
20 王钦丽;林金星;;Befeldin A对白扦花粉萌发和花粉管生长的影响[A];中国植物学会七十周年年会论文摘要汇编(1933—2003)[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前17条
1 祝蕾;拟南芥CrRLK1L蛋白激酶(CLPs)调控花粉管在雌蕊中生长[D];中国农业大学;2018年
2 王帅帅;玉米胚囊转录组分析及胚囊—花粉管互作相关基因的初步鉴定[D];山东农业大学;2012年
3 王钦丽;白杄花粉管胞吞/胞吐动态及其与细胞壁构建的关系[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2005年
4 周建涛;外源钙调素对梨自交不亲和性花粉管钙信号的调控作用[D];南京农业大学;2009年
5 陈坤明;磷酸肌醇信号途径对青扦花粉萌发和花粉管发育的调控作用及芦苇叶细胞壁结构的生理生态学研究[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2006年
6 代新仁;拟南芥甘露糖基转移酶ABNORMAL POLLEN TUBE GUIDANCE1参与花粉管的珠孔导向和胚早期发育的研究[D];山东农业大学;2015年
7 王春雷;梨花柱S-RNase介导自花花粉管死亡特点和路径研究[D];南京农业大学;2010年
8 顾钊宇;苹果S-RNase介导花粉管γ-硫堇蛋白的防御应答机制研究[D];中国农业大学;2016年
9 王玉娇;拟南芥AtHMGB15基因在花粉管萌发生长过程中的功能研究[D];中国农业大学;2014年
10 魏军亚;番木瓜花粉管转基因技术及RNA介导广谱抗病性的初步研究[D];华南热带农业大学;2006年
11 孟冬;苹果MdABCF转运S-RNase至花粉管影响自交不亲和反应[D];中国农业大学;2014年
12 吴小琴;Nifedipine调节白皮松(Pinus bungeana)花粉管蛋白质表达及其对细胞壁构建的影响[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2005年
13 李国平;低能离子束注入松科花粉的细胞学效应研究[D];郑州大学;2007年
14 谭泽民;MYB97、MYB101和MYB120调控花粉管接受的分子机理研究[D];中国农业大学;2014年
15 周珍珍;拟南芥RIC1调控花粉管生长的机制研究[D];中国农业大学;2014年
16 刘晓楠;拟南芥profilin在花粉管生长过程中的功能和作用机制的研究[D];中国农业大学;2016年
17 邱义兰;莴苣有性生殖过程中钙的分布动态及功能[D];厦门大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 刘昊;核桃花粉管通道遗传转化体系的建立[D];中国林业科学研究院;2012年
2 莫花浓;沙田柚花粉管特异蛋白质的免疫细胞化学研究[D];广西师范大学;2005年
3 李惠敏;沙田柚花粉管蛋白及花粉同工酶的生化分析[D];广西师范大学;2004年
4 覃屏生;沙田柚花粉离体萌发与花粉管特异蛋白电泳分析研究[D];广西师范大学;2005年
5 王萍;花粉管顶端生长极性的动态演化机制[D];上海交通大学;2013年
6 赵鹏飞;烟草花粉管内吞作用机制的细胞学和蛋白质组学研究[D];河南农业大学;2011年
7 刘俊梅;银杏花粉及花粉管内细胞骨架的研究[D];河北农业大学;2001年
8 常利芳;利用花粉管通道技术创造小麦抗病新种质[D];河北农业大学;2003年
9 卢素敏;百合花粉管类粘着斑激酶(FAK)初探[D];河北师范大学;2003年
10 唐佳佳;枇杷果胶酯酶基因克隆及表达特性分析[D];西南大学;2014年
11 吕政恒;甜菜自交不亲和性识别机制的初步研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
12 古丽莎娜·阿地里江;ClpS及其相互作用蛋白在分枝杆菌中的功能探究[D];清华大学;2015年
13 张鹏;杨树杂交不亲和性的细胞学及生理生化基础[D];北京林业大学;2013年
14 崔岩;大豆利用花粉管通道技术导入抗病虫目的基因的研究[D];东北农业大学;2000年
15 陶璐;基于计算系统生物学的拟南芥花粉管与柱头乙醇代谢耦合模型[D];山东农业大学;2015年
16 修鹏远;海洋芽孢杆菌源脂肽CLPs抑制溶藻弧菌运动性分子机制研究[D];中国科学院大学(中国科学院海洋研究所);2017年
17 冼康华;铁皮石斛生殖特性及花粉管介导的转基因研究[D];广西师范大学;2014年
18 冯冲;AP1Gs参与雄配子体发育和雌配子体介导的花粉管接纳的机理研究[D];山东农业大学;2015年
19 王云;新疆野苹果S基因鉴定与遗传分析研究[D];新疆农业大学;2013年
20 徐艇;百合受精前不亲和表达部位及其克服方法研究[D];新疆农业大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 本报记者 李晨 通讯员 王静;受体调控让花粉管“抢婚”难[N];中国科学报;2020年
2 记者 夏文燕 通讯员 谢智华 许天颖;南农大新成果解密花粉管中的神秘“对决”[N];江苏科技报;2018年
3 记者 彭科峰;科学家分离花粉管一受体蛋白复合体[N];中国科学报;2016年
4 记者 晋浩天;我科学家新发现为达尔文“同种花粉优先”现象提供解释[N];光明日报;2019年
5 本报记者 刘荣荣;破译植物的“恩爱密码”[N];河北日报;2016年
6 记者 丁佳;科学家破译植物“爱情密语”[N];中国科学报;2016年
7 记者 齐芳;我科学家发现植物雌雄识别的分子机制[N];光明日报;2016年
8 记者 张晔 通讯员 胡必强;我科学家找出抑制梨“近亲繁殖”的原因[N];科技日报;2008年
9 张晔 胡必强;我科学家找出抑制梨“近亲繁殖”的原因[N];中国食品质量报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978