cer3等基因在拟南芥花粉水合及茎表蜡质合成中的作用

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1、学校代码：10270分类号：Q78学号：152200892硕士学位论文CER3等基因在拟南芥花粉水合及茎表蜡质合成中的作用学院：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：谢慧慧指导教师：张森教授完成日期：2018年5月28日上海师范大学硕士学位论文摘要摘要花粉与柱头的信号识别是实现亲和花粉完成受精作用的前提，亦是被子植物有性生殖形成成熟果实最为关键的过程之一。为研究该过程中细胞间的信息交流与物质作用，我们对拟南芥突变体库中买来的种子进行了筛选，最终筛选到一个育性严重下降的突变体株系Salk086910并作为研究材料，纯化背景后通过PCR扩增和Kanamyc

2、in培养基筛苗培养等实验鉴定，发现该突变株系为非T-DNA插入突变体。利用图位克隆的鉴定方法将该突变基因定位于拟南芥基因组第五条染色体MMN10和MHJ24两个分子标记600kb区间内。结合突变体表型：茎杆表面呈现亮绿色且缺少蜡质，将目标基因锁定在该区间内CER家族中cer3基因。经PCR扩增其上下游基因并测序比对，发现该基因启动子部分至AT5G57840基因的第二个内含子处共有6个基因缺失；通过体外花粉萌发实验发现突变体花粉萌发活力正常，但体内萌发实验发现该突变体表现出高度不育的原因在于花粉与柱头水合过程受阻，且花粉在接触突变体柱头后会产生大量胼胝质；透射电镜下观察对比花粉药室发育情况发现

3、突变体绒毡层油脂类物质形成异常。另扫描电镜观察发现突变体茎杆片状蜡质缺失。遗传互补CER3基因的实验结果表明突变体育性得到明显恢复，但茎杆蜡质并未恢复正常。原位杂交实验表明CER3基因在花药发育第9期的绒毡层及小孢子中高度表达，进一步实验分析发现CER3蛋白定位于细胞质膜上，这些结果表明CER3可能参与绒毡层内油脂类物质合成或转运，且为花粉与柱头水合信号传导机制所必需。关键词：水合；脂质；蜡质；信号；识别IAbstractShanghainormalUniversityofMasterPhilosophyAbstractPollenandstigmarecognitionisthepremi

4、seforsuccessfulfertilizationofcompatiblepollenonthestigma,andthisrecognitionisalsooneofthemostcriticalprocessesforthesexualreproductionofangiospermstoformmaturefruits.Inordertostudytheintercellularcommunicationandinteractionsbetweenassociatedsubstances,wescreenedseedsoflinesfromtheABRCmutantlibrari

5、esofArabidopsisthaliana,andfinallyidentifiedamutantlineSalk086910withseverelyreducedmalefertility.Afterhybridizationwiththewild-typeplants,PCRamplificationandscreeninginKanamycin-containingMSmedium,wefoundthatthemutantlinewasnotaT-DNAinsertionmutant.Byusingmap-basedcloningmethod,themutantgenewasfou

6、ndtobelocatedina600kbregionofchromosomeVbetweenmarkersMMN10andMHJ24intheArabidopsisgenome.Combinedwithmutantphenotypes:thestalksurfaceappearsbrightgreenandlackswax,wethinkthetargetgeneistheCER3geneinthemappingregion.TheupstreamanddownstreamgenesofthisgenewereamplifiedbyPCRandsequenced.Finally,wefou

7、ndthat6genesweredeletedfromthepromoterregionofthegeneCER3tothesecondintronoftheAT5G57840gene.Theinvitropollengerminationexperimentshowedthatthemutantpollengerminationactivitywasnormal,whilethemutantpollenco