拟南芥PPRs基因与莲座叶衰老之间的关系研究

摘要

PPR(pentatricopeptide repeats)基因家族是陆生植物中最庞大的基因家族之一，其家族成员在调控植物的生长发育以及应对内外环境胁迫等方面都发挥着重要的功能。本文研究了拟南芥中一个PPR（称PPRs）基因与莲座叶片衰老之间的关系。取得的主要结果如下：
　　1、以NtGAPDH为内参，利用实时定量PCR对拟南芥PPRs基因进行表达模式研究，发现这个基因在生长7周的拟南芥各种组织中几乎都有表达，在莲座叶、花序和角果中的表达较高，在莲座叶中的表达随植株的生长和衰老进程呈不断下降的趋势。
　　2、运用除草剂BASTA筛选和PCR鉴定获得了PPRs基因超表达（OE-PPRs）和反义抑制（antisense-PPRs, AN-PPRs）纯合转基因株系。
　　3、通过在洋葱和烟草表皮细胞瞬时表达PPR基因融合GFP标签。我们对文中研究的PPRs基因编码的蛋白在细胞中的定位情况进行了探讨。结果表明PPRs蛋白定位于植物的叶绿体中。
　　4、对转基因植株的莲座叶自然衰老的表型进行观察，叶片莲座叶黄绿叶的比例统计显示OE-PPRs植株的绿叶比例较野生型和AN-PPRs植株无显著差异，OE-PPRs的叶绿素含量比野生型也无显著差异，但是FV/FM在野生型和突变体之间未发现有明显的差异。
　　5、体外衰老相关因素处理结果显示在4周的莲座叶中因进行离体处理，叶片衰老的程序提前启动，PPRs基因的表达降至6周时叶片中的水平，而茉莉酸、冷、热和干旱处理则延缓了PPRs表达水平的降低。茉莉酸处理PPRs超表达植株表现出延迟衰老的表型。在超表达植株中检测一些与叶片衰老相关基因的表达，发现与野生型相比有些基因的表达出现明显变化。以上结果表明这个PPRs基因在拟南芥中可能在某种程度上参与了对生长期拟南芥莲座叶片衰老的负调节。