拟南芥nlc基因特异调控花粉外壁内层发育及花粉壁基因网络关系

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1、上海师范大学硕上学位论文摘要摘要花粉壁作为一种特殊复杂的细胞壁，主要由外壁和内壁组成，对植物的生殖发育及育性有重要作用。花粉外壁包含外层(sexilie)和内层(nexitie)，其合成是由孢子体绒毡层负责的，而内壁则由配子体小孢子负责合成与调控。迄今为止，外壁内层的发育机制仍旧还不清楚。此篇论文报道了一个特异调控拟南芥花粉外壁内层的新基因^『LC(NexineLayerController)。该基因突变体的小孢子在减数分裂后破裂降解，导致雄性完全败育的表型。透射电镜结果显示在突变体的花粉发育后期，尽管外壁外层发育良好，

2、外壁内层和花粉内壁特异性缺失。舭C基因编码的是AT-HOOK家族的蛋白质，在四分体时期的绒毡层中特异表达。这表明外壁内层的合成在四分体时期就开始形成，并且受绒毡层的调控。虽然n／c突变体中花粉外壁内层和内壁都有缺失，但是内壁发育的必需基因A刑SP在突变体背景下表达正常。这暗示了突变体中的花粉内壁合成并没有受到影响，而其沉积则依赖于外壁内层结构。在绒毡层细胞中，存在着转录因子“Dytl．TDFl-AMS-AtMYBl03．MSl"的遗传调控关系。本研究通过进一步的遗传与表达实验，揭示了舭C基因作用于转录因子A鹏的下游。基于

3、以上结果，我们总结出绒毡层中的两条遗传通路：1．“Dytl一仍F7胡MS删y87D3"负责花粉外壁外层的形成。2．“OFtl．TDFl-AMS—NLC一负责花粉外壁内层的形成。通过染色质免疫共沉淀实验，提示了AMS直接调控／虹C及My87D3基因的表达。此外，对我们还对花粉壁结构中外壁外层，外壁内层和内壁之间的发育及基因调控关系进行了讨论。关键词：AT—HOOK；花粉壁；外壁内层；内壁；绒毡层。．卜海师范大学硕上学位论文摘要AbstractThepollenwall，asthemostcomplexoneincellwa

4、ll，hasthemultifunctionforsupportingtheplantgamogenesisandfertility．Thepollenwallconsistsoftwomainlayers，theouterexineandinnerintine．Theexinealsocontainsthesexineandnexinelayers．Altl№ughpollenwalldeterminationhadbeeninvestigatedextensively，themechanismofnexineform

5、ationremainspoodyundemtood．Here，wereportedthatanewgene，NEXINELAYLERC洲识说￡-E尺(NLC)，isessentialfornexineformationofpolleninArabidops您thaliana．Then／cmutantexhibitscompletemalesterilephenotype，duetothepostmeioticabortionofmicrospores．Transmissionelectronmicroscopyexam

6、inationrevealedthatthenexinelayerandintinestructureofn／cmicrosporesareabsentdunnglaterantherstages，indespiteofnormalsexineformation．TheNLCencodesanAT·HOoKfamilyproteinthatispredominantlylocatedinthenucleus．InsituhybridizationanalysisrevealedthatNLCisexclusivelyex

7、pressedintapetallayerattetradstage．Itdemonstratedthatthebiosynthesisofnexinewasregulatedbysporophytictapetum．Furtherhistologicalstainingandexpressiondetectionsuggestedthattheintinebiosynthesisisnotaffectedinnlc,althoughitsdepositionwasaberranLThegeneticpathway(DY

8、rl．TDFl-AMS-AtMYBl0孓MSl)tothedevelopmentandfunctionfortapetumwasrevealedrecently．InthispathwaytheMYBl03waSshowedtoregulatethesexineformation．with5tapetaltransc