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拟南芥类受体激酶RLK301-RLK439在胚胎中的表达模式分析和对一个影响雌雄配子体发育突变体的初步研究

崔楠  
【摘要】:在拟南芥中至少存在610种类受体激酶(RLKs),它们是植物中数量较多的一类跨膜蛋白。一个典型的RLK由三部分组成:胞内蛋白激酶催化结构域(KD)、跨膜域(TM)和胞外配体结合域(ED)。RLKs在细胞与细胞之间,也在植物与外界环境之间的交流中扮演着重要角色,在植物多方面的信号传递过程中起着关键作用,涉及植物的生长发育、对环境的适应性和防御反应等。拟南芥的胚胎发育是从形成合子开始,直到种子形成结束。在这个过程中,合子从单细胞依次发育成8细胞原胚、16细胞原胚、球形期胚胎、心形期胚胎、鱼雷期胚胎和具有幼苗结构的子叶期胚胎。已知在拟南芥胚胎发育过程中发挥生物学功能的RLKs只有8个,其他大多数RLK基因是否参与调控此过程并不清楚。为了系统地研究这些RLKs在植物胚胎发育过程中的作用,本研究在已有135个RLK启动子驱动GUS报告基因转基因植物的基础上,分析了它们在果荚和种子不同部位,例如果柄、种皮以及不同发育时期胚胎中的表达模式。结果表明:31个RLKs在胚胎中表达,其中RLK410和RLK429在胚胎原表皮中表达;RLK301、RLK302和RLK303均在胚胎发育过程中表达且与SERK1在胚胎中的表达部位类似。酵母双杂交和双分子荧光互补实验结果表明RLK301-RLK303与SERKs存在相互作用,并且这三个RLKs自身可形成二聚体为深入研究研究RLK358的功能,从ABRC订购了其T-DNA缺失突变体,表型分析表明该突变体的纯合植株同野生型的表型一样,但其杂合突变体的结实率明显降低且果荚变短。对杂合突变体成熟花粉和胚珠的显微观察发现其雌雄配子体的发育都出现了问题,而败育表型由雌配子体发育异常导致。进一步的遗传分析发现,该突变体的表型缺陷不是由RLK358基因缺失造成,导致该遗传缺陷的突变位点仍在进一步分析中。


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