拟南芥lbd基因家族在根从头再生过程中的功能研究

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1、上海师范大学硕士学位论文论文题目：学科专业：学位申请人：指导老师：拟南芥LBD基因家族在根从头再生过程中的功能研究生物化学与分子生物学徐英强徐麟研究员，杨仲南教授摘要中文摘要为了对抗逆境，植物进化出众多防御机制，其中再生能力是其中重要的一环。植物的再生过程大致分为伤口组织修复，离体组织的器官再生和体细胞胚的发生。一个特定物种的再生能力往往决定了它的营养生殖能力，就是在不需要种子的情况下产生下一代。组织培养技术、扦插技术、嫁接技术等广泛应用于快速繁育濒危植物，保存优良性状等。因此，再生的研究在农业、林业和植物保护产业中具有重大意义。虽然再生的应用已经较为广泛，但是植物再生的

2、分子基础并不清楚。为了研究植物的再生机理，实验室以拟南芥为模式植物，摸索出在B5培养基上使离体莲座叶发根的体系。这一体系的优势在于排除了外源激素的干扰，通过对叶片发根过程的细胞形态学观察、分子遗传学检测和生化水平的验证，来阐明根从头再生的分子机理。拟南芥离体叶片的根从头再生过程中，原形成层细胞及其周围的薄壁细胞作为植物体内潜伏的干细胞需要经过第一次命运转变成为WUSCHELRELATEDHOMEOBOXll(WOXll)基因所标记的根母细胞，再经过第二次命运转变成为根原基细胞。本文的实验依据来自于刘淑婧博士对愈伤组织发生过程的表达谱微阵列分析和前人有关LATERAL伽G州

3、Bo(粕4尺匠sD锄私肼(LBD)基因家族在侧根起始中作用的暗示。首先检测了诱导发根过程中，LBD基因家族中参与侧根发育过程并且具有较高同源性的LBDl6／18／29／33四个家族成员的表达情况，发现LBDl6和LBD29的表达量在诱导前后产生了从无到有的剧烈变化。由于在35品加?WOXlJ『植株中LBD29基因异位表达明显，选取了LBD29作为主要研究对象。诱导不定根过程中发现LBD29过量表达的外植体的不定根数量增多甚至自发生成愈伤组织；构建了pER&LBD29一SRDX转基因诱导表达植株，在诱导过程中发根能力明显降低。以上表型与WOXlJWOXl2刃突变的相应表型十

4、分吻合。因此分别检测了LBD29和WOXlJ过量表达植株中LBD29和WOXIJ的表达量，发现35Spro：LBD29转基因植物中WOXl-没有表达，而．；娲m．-WOXl，中LBD29基因异位表达。另外通过杂交实验发现35品m?LBD29可以部分回复35Sp,o：WOXlj．SRDX的表型。进行凝胶电泳迁移率实验，验证了WOXll蛋白与LBD29启动子在体外的相互作用。以上结果表明LBD29作为影响原形成层细胞第二步命运转变的关键基因，受到第一步命运转变的关键基因WOXll的直接调控。该研究第一次发现了根从头再生过程中第二步命运转变的关键转录因子LBD29，并且从遗传和

5、生化水平上阐明了WOXll对LBD29的直接调控。LBD基因家族是侧根起始和不定根起始的枢纽因子。关键词：拟南芥，根从头再生，LBD29，不对称分裂，命运转变Abstract上海师范大学硕士学位论文Attemptedtoresistadversity．planthaveevolvedavarietyofmechanisms，includingregenerationasoneofthemostsignificant．Theprocessesofplantregenerationallowforthehealingofwoundedtissues，theformationo

6、fneworgansfromdetachedexplants，orthedifferentiationofsomaticcellsbackintoembryo．stage．Thecapacityofasexualreproduction．i．e．toproducethenextgenerationwithoutseeds，isdeterminedbytheregenerativecapacityofacertainspeciesinmostcases．Tissueculture，grafting，cuttingandetc．arewidelyusedinagricultu

7、reforvariouspurposesincludingtheselectivebreedingofplantswithoutdesirabletraits．orproductionofmultipleorganismsintheabsenceofseedsorappropriatepollinators．Therefore，researchonplantregenerationisremarkablysignificantforagriculture，forestandplantpreservation．Despiteof