水稻内稃发育相关基因REP1的功能研究及花对称性的调控

摘要

禾本科(Poaceae)是被子植物中有花植物的大类群之一，其花序与花形态结构的演化明显不同于双子叶植物和其他单子叶植物。但是禾本科中花器官发育的分子调控机制目前还尚不明确。本研究主要以禾本科植物水稻(Oryza sativa L)为主要材料，研究了水稻内稃发育的分子机制。从水稻中分离克隆出CYCLOIDEA(CYC)基因的同源基因RETARDED PALEA1(REP1)，序列分析表明REP1基因片段包含TCP结构域但不含R区，属于TCP结构域基因家族中的CYC/TB1亚类。
　　 本研究建立了水稻颖花内/外稃(Le/Pa)两侧对称轴。对rep1突变体花器官的研究发现：该突变体内稃发育不完全，两侧外表皮细胞分化不均匀，内稃维管束变成5枚，与野生型外稃维管束数目一致。REP1过表达植株可使内稃细胞不对称的过分化，改变了颖花内稃的对称性。说明REP1基因参与控制水稻内稃细胞特性的建成和进一步分化的过程，同时沿内/外稃轴部分或直接的决定水稻颖花对称性的建立。
　　 REP1基因时空表达模式深入研究发现，RNA原位杂交表明：REP1基因在花原基发育过程中具有与金鱼草CYC类似的不对称性表达模式。花发育早期特异的在内稃原基中表达，但随花发育晚期呈辐射对称分散在雄蕊和内、外稃维管束中。提示REP1对水稻内稃细胞的发育及颖花对称性的建立起关键调控作用。
　　 本实验证明：TCP结构域基因家族成员调控高等植物花形态结构多样性的功能也存在于禾本科中，证明了CYC的同源基因控制花对称性的保守进化机制共同存在于双子叶和单子叶植物中。

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第一章综述

1.1高等植物花对称性发育的生物学意义

1.2高等植物花对称性的定义及分类

1.3高等植物花对称性的进化研究

1.4金鱼草花对称性发育的分子生物学研究进展

1.5柳穿鱼花对称性发育的分子生物学研究进展

1.6苦苣苔科花对称性发育的分子生物学研究进展

1.7豆科花对称性发育的分子生物学研究进展

1.8菊科花对称性发育的分子生物学研究进展

1.9十字花科花对称性发育的分子生物学研究进展

1.10单子叶植物花中TCP domain的研究进展

1.11 TCP基因家族的功能及其作用方式的探讨

1.12问题及展望

第二章实验部分

2.1前言

2.2材料与方法

2.3实验结果

2.4讨论与分析

参考文献

致谢

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