几个拟南芥育性降低突变体的分析

	几个拟南芥育性降低突变体的分析
其他题名	The Analysis of Several Arabidopsis Mutants with Low Fertility
	张其瑞
学位类型	硕士
导师	徐云远
	2011
学位授予单位	中国科学院植物研究所
关键词	拟南芥雄性不育花粉萌发花粉管
摘要	有性生殖是开花植物进行繁殖的一种重要方式，其中雄配子和雌配子发生的受精作用起到了关键作用。花粉作为植物的雄配子，承担着信号识别和运输精细胞的任务，其从发育成熟到萌发出花粉管，运送精细胞进入胚珠实现双受精，并最终发育形成胚，这是一个受到多种信号精确而复杂调控的过程，其中任何一个环节出现问题都可能会导致败育，即雄性不育现象。 Atmat3是从SALK库中得到的一个T-DNA插入突变体。AtMAT3基因编码硫腺苷甲硫氨酸合成酶，该酶催化合成硫腺苷甲硫氨酸，后者是生物体内广泛存在的甲基供体，参与甲基化反应。T-DNA区插入到AtMAT3基因唯一的外显子上，导致该基因表达量大幅下降。经基因组鉴定筛选出了纯合突变体，纯合体在营养发育阶段没有表现出异常表型，但是在生殖阶段却出现了育性降低的现象，其结实率只有8.9%，而野生型可以达到95.3%。正反交实验结果显示，突变体作母本野生型作父本时的结实率为34.2%，接近于野生型自交的结实率39.4%；野生型作母本atmat3作父本时的结实率为7.5%，接近于突变体自交的结实率8.1%，表明这是一个雄性不育突变体。石蜡切片观察发现，atmat3的花药发育正常。亚历山大染色和DAPI染色结果表明，atmat3的花粉发育正常，具有正常的细胞核和活力。体外萌发实验显示，atmat3萌发率为56.8%，略低于野生型的69.2%；萌发12 h后观察到花粉管有顶端膨大现象，约占68.9%，而野生型几乎没有这一现象；突变体的花粉管长度为145.8 μm，短于野生型的291.7 μm。活体萌发实验表明，野生型花粉管萌发后12 h已经进入胚珠，而突变体的只生长到柱头附近，提示突变体的花粉管极性生长可能具有缺陷。检测了突变体和野生型中一些花粉管极性生长和导向相关基因，结果显示大部分基因都出现不同程度下调。构建atmat3的互补载体，转化突变体，以期观察到atmat3表型的回复。AtMAT3是一个组成型表达基因，在拟南芥的根、茎、叶和花中都有表达。综合以上，atmat3的花粉管极性生长异常，很可能受到甲基化修饰影响的多个基因共同参与了这一过程。本实验室通过EMS诱变sef突变体得到了两个突变体185和35。Sef是含有四个增强子的T-DNA插入突变体，T-DNA插入到了WUSCHEL基因的启动子而使WUSCHEL超表达，并产生异位花的表型。经EMS诱变得到的185和35没有表现出sef的表型，但是却表现出育性降低的表型，结实率分别只有7.5%和7.0%，而野生型为97.9%。在正反交中，185作母本野生型作父本时的结实率为34.5%，野生型作母本185做父本时的结实率为4.9%，提示185的雄配子有问题。石蜡切片结果显示，185和35的花药结构与野生型相比没有明显差异。DAPI染色发现，185和35的花粉出现大量核不正常的现象，正常率分别只有18.7%和20%，而野生型的这一比率为93.2%。亚历山大染色结果显示， 185和35的花粉数量显著少于野生型，35还出现了大量死亡的花粉。花粉体外萌发实验显示，185和35的萌发率分别只有3.8%和1.9%，野生型的为45.5%，说明185和35的花粉萌发力严重降低。扫描电镜的结果也说明185和35的花粉数量少于野生型，花粉颗粒形态也不正常。这些结果表明，185和35是雄性不育突变体，它们的花粉在发育的早期出现异常，导致形成功能极低的花粉。对185和35进行图位克隆，可能会找到调控花粉发育的新基因。
页数	55
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ibcas.ac.cn/handle/2S10CLM1/11881
专题	中科院植物分子生理学重点实验室
作者单位	中国科学院植物研究所
第一作者单位	中国科学院植物研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	张其瑞. 几个拟南芥育性降低突变体的分析[D]. 中国科学院植物研究所,2011.

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