乙烯和生长素对AtACS4，AtACS5，AtACS7表达调控的研究

摘要

气体植物激素乙烯对高等植物的生长发育具有重要的调控作用,其生物合成受到正向和负向两方面的调控。控制乙烯生物合成的关键酶是ACC合成酶。ACC合成酶由多基因家族(multi-gene family)编码,不同的发育、环境和激素刺激等信号可以诱导不同组群的(distince subsets)ACC合成酶基因的表达。 利用启动子-报告基因(β-葡萄糖醛酸酶,beta-glucuronidase,GUS)系统,可以检测基因的表达模式。在实验室前期工作中,曾证实拟南芥多基因家族成员AtACS4,AtACS5,AtACS7对乙烯的响应方式不同,AtACS4,AtACS7基因的表达受乙烯自催化调控,AtACS5基因的表达则不受乙烯影响。 本文中我们对乙烯受体突变体etr1-1中的AtACS4,AtACS5,AtACS7的表达及激素响应情况进行进一步的深入分析,并将受乙烯自催化调控的AtACS4::GUS,AtACS7::GUS转入其他的乙烯信号传导途径突变体和生长素信号传导突变体中,初步探讨乙烯和生长素信号对AtACS4,AtACS7的时空表达模式的影响。 对etr1-1/AtACS4::GUS,etr1-1/AtACS5::GUS,etr1-1/AtACS7::GUS转基因植物的的组织化学染色结果发现：在拟南芥生长发育的各个阶段以及花器官中,etr1-1突变强烈抑制了AtACS7的表达,轻微抑制了AtACS4的表达,对AtACS5的表达则没有影响。GUS荧光活性测定的结果显示：在二周苗龄的光照苗中,除了6-BA对三种AtACS基因没有影响外,其余的7种植物激素或者激素前体(IAA,ABA,GA,BR,JA,SA,ACC)至少诱导了AtACS4,AtACS5,AtACS7中的一个基因表达,从而促使乙烯合成的增加。ACC,ABA,JA诱导的AtACS4的表达,IAA和ABA诱导的AtACS5的表达,以及GA,ACC,SA和BR诱导的AtACS7的表达都被etr1-1突变所抑制。 此外,GUS染色结果显示：乙烯受体基因ERS2突变对AtACS4,AtACS7的表达影响不大；而乙烯信号途径组分基因EIN2突变对幼苗时期的AtACS4,AtACS7的表达具有抑制作用,其中对AtACS7的表达抑制程度仍小于ETR1突变对其的抑制。以上结果说明虽然AtACS4,AtACS7的表达响应乙烯的自催化调控,但并不是主要通过ERS2或EIN2介导的信号途径,并且其响应的信号途径可能随生长发育阶段不同而变化。生长素运输突变体aux1-7对幼苗时期的AtACS4,AtACS7的表达也有抑制作用,一定程度上揭示了生长素对乙烯合成的时空调控。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

第一节 课题的研究背景

1.1.1 乙烯的性质和功能

1.1.2 乙烯的生物合成途径

1.1.3 ACC合成酶的生化特性

1.1.4 ACS基因的克隆及其调控

第二节 课题的提出

1.2.1 乙烯的自我反馈调控

1.2.2乙烯信号传导路径及植物激素之间的交叉作用

第三节 课题的研究目的及意义

第二章材料与方法

第一节实验材料

2.1.1 植物材料

2.1.2 植物激素

2.1.3 抗生素

2.1.4 工具酶

第二节实验方法

2.2.1转基因植物的鉴定

2.2.2植物材料的激素处理

第三章实验结果

第一节突变体背景下转基因植物的鉴定

3.1.1 乙烯信号传导突变体背景下转基因植物的鉴定

3.1.2生长素运输突变体背景下转基因植物的鉴定

第二节 乙烯信号传导关键基因突变对AtAS4，AtACS5，AtACS7表达模式的影响

3.2.1 etr1-1突变对AtACS4，AtACS5，AtACS7表达模式的影响

3.2.2 ers2-1突变对AtACS4，AtACS7表达模式的影响

3.2.3 ein2-1突变对AtACS4，AtACS7表达模式的影响

第三节生长素运输突变体对AtACS4，AtACS7表达模式的影响

第四章讨论

第一节 乙烯信号对AtACS4，AtACS5，AtACS7基因表达的调控

4.1.1 etr1-1突变对AtACS4，AtACS5，AtACS7表达模式的影响

4.1.2 ers2-1突变对AtACS4，AtACS7时空表达模式的影响

4.1.3 ein2-1突变对AtACS4，AtACS7时空表达模式的影响

第二节 生长素信号对AtACS4，AtACS7时空表达模式的调控

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果