拟南芥dex1基因影响花粉壁模式形成的机理研究

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1、：１０２７０：７８５２２００８９９学校代码分类号Ｑ学号：１上善呼说夫爹硕士学位论文拟南芥ＤＥ１基因影响花粉壁模式形成的机理研究学院：生命与环境科学学院专业：生物化学与分子生物学研究方向：功能基因组学研究生姓名：郑耀曜指导教师：杨仲南教授完成日期：２０１８年５月MasterDissertationTheMolecularMechanismofDEX1AffectingthePollenWallPatternFormationinArabidopsisCollegeofLifeandEnvironmentalSciences，Sh

2、anghaiNormalUniversity,Shanghai，China，200234May，2018上海师范大学硕士学位论文摘要摘要高等植物物种有独特的花粉壁模式，减数分裂后形成的四分体中的初生外壁决定了孢粉素的积累和花粉壁的模式。DEX1是一个具有单次跨膜的蛋白，DEX1的缺失会引起花粉初生外壁减少，影响花粉壁模式的形成，进而导致dex1植株雄性不育。本论文旨在研究DEX1在花粉壁模式形成过程中的作用机理。DEX1具有整合素亚基的结构，在DEX1植株互补实验中，前人发现不接标蛋白能够互补突变体，在DEX1在N端和C端分别融合不同的标签蛋白后都不能恢复突变体植株表

3、型，提示DEX1蛋白N端和C端可能扮演重要角色。利用GFP抗体对DEX1-GFP转基因植株的免疫组织化学分析表明，DEX1在小孢子母细胞有较高的表达。通过花粉母细胞特异性基因SDS的启动子驱动DEX1基因的表达，dex1-3突变体的表型可以得到互补，而A9绒毡层特异性启动子驱动DEX1基因不能互补dex1-3突变体，说明初生外壁的合成主要是由小孢子母细胞控制，而绒毡层表达的DEX1蛋白对初生外壁形成不起作用。低温条件下，另外两个初生外壁相关基因雄性不育突变体npu-2和rpg1育性得到恢复，而dex1-3育性不能恢复，说明DEX1在初生外壁形成和花粉壁模式决定过程中起独

4、特的作用。在动物细胞中，需要α和β两种蛋白同时在一起才能发挥功能，生物信息学预测分析显示，拟南芥中存在另一个编码整合素的基因DEXY，其结构与DEX1相似。dexy突变体也呈现雄性不育表型，花粉壁发育同样存在缺陷。这些结果提示植物类整合素蛋白（DEX1和DEXY）在初生外壁形成和花粉壁模式形成过程中扮演重要角色。关键词：拟南芥；DEX1；低温不育；花粉壁；整合素I上海师范大学硕士毕业论文ABSTRACTABSTRACTHigherplanthasauniquepollenwall.Theprimexinedeterminestheaccumulationofsporop

5、olleninandpollenwallpattern.DEX1isamembrane-localizedprotein.ThedisruptionofDEX1genecausesthedecreaseoftheprimexineofthepollenwallanddefectivepollenwallpattern,whichleadtothemalesterilityofthedex1.ThepurposeofthisstudyistoinvestigatethemechanismofDEX1intheprocessofpollenwallpatternformat

6、ion.WeusedthreedifferenttagtobefusedattheNandC-terminalofDEX1,respectively,inordertostudythefunctionofDEX1.However,nocomplementedplantswereidentified,suggestingthattheNandC-terminalofDEX1playcrucialrolesinDEX1function.Theimmuno-histochemicalanalysisofDEX1-GFPtransgenicplantsshowedthatDEX

7、1washighlyexpressedinmicrosporocyte,microspore,butnotintapetum.Whendex1wasplacedatlowtemperature,thefertilitycannotrecover.However,thecontrollines（rpg1andnpu-2）becamefertileatlowtemperature，indicatingthatDEX1playedauniqueroleintheformationofprimexineandthepollenwallpatter