拟南芥AS2突变体增强子KRT1的遗传分析及KRT1基因的克隆

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1、上海交通大学硕士学位论文拟南芥as2突变体增强子krt1的遗传分析及KRT1基因的克隆姓名：张振桢申请学位级别：硕士专业：生物化学与分子生物学指导教师：许煜泉20070101上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论

2、文作者签名：张振桢指导教师签名：许煜泉日期：2007年1月日期：2007年1月拟南芥as2突变体增强子krt1的遗传分析及KRT1基因的克隆摘要植物叶片的极性发育对于其行使正常的功能是必需的。在叶片进行极性发育的过程中，主要存在着三个基本的发育轴向：近－远轴、基－顶轴、中－侧轴，其中以近－远轴的发育最为关键和突出。一系列“极性基因”参与调控了近－远轴的极性建成，其中拟南芥的AS2基因会促进叶片的近轴面发育，在as2突变体中叶片的近轴面发育会受到一定程度的阻碍，这使得as2的叶片表现出远轴面化叶片的表型。为了进一步了解AS2基因调节叶片极性发育的分子机理，我们对

3、as2突变体进行了EMS化学诱变，试图筛选能改变as2表型的突变体。在这篇文章中，我们分析了as2增强子krt1。krt1能增强as2叶片近轴面特征部分缺失的表型，使得as2krt1双突变产生比as2表型更强的远轴面化叶片。KRT1编码着26S蛋白酶体上的RPN2a亚基，krt1突变可能影响了26S蛋白酶体对某些调控蛋白的降解，这说明叶片的极性发育受到了蛋白翻译后的调控。krt1除了能增强as2之外，它还能增强一些其他极性发育存在缺陷的突变体，像ago1。AGO1是RNA干扰沉默复合体RISC中的重要组成部分，ago1突变可能通过干扰了miRNA165/166

4、的分布而影响了叶片的极性发育。krt1对ago1-37表型的增强与在as2背景下的1情况有所不同，krt1会促使ago1弱等位ago1-37长出近轴面化的叶片，这与krt1对as2的增强是相反的。这说明叶片的近－远轴调控途径都会受到26S蛋白酶体的影响，因此krt1对极性缺陷的加强随着背景的不同而表现出不同的结果。不过也有可能krt1对as2和ago1表型的增强只涉及到了一条共同的途径，而这条调控途径与传统认识的“极性基因”在作用机制上存在差异。在对krt1的遗传分析中，我们发现krt1会全面加强rev-6的表型。REV是HD-ZIPIII基因家族的一个成员，

5、它参与调控了叶片的近轴面发育，并且在分生组织的发育中起着很重要的作用。krt1rev-6双突变会在叶片的极性发育上表现出一定的缺陷，并且krt1会显著增强rev-6空侧枝的表型，同时krt1还会加剧rev-6在花原基发育上所存在的缺陷。krt1rev-6双突变在花原基上的表型主要可以被分成两类：一是花原基的提前终止，这个表型类似于wus突变体的花，说明在krt1rev-6双突变的花原基中，WUS表达的起始受到了阻碍；另一类表型则是花原基在顶端分生组织周围生成后无法进行花发育，而是最终长成一些棒状原基，这个表型可能与更早期决定花原基特征的调控途径有关。这些表型反

6、映了REV在花发育最初的特征决定阶段及随后WUS基因的起始过程中都起着十分关键的作用，而这些过程对26S蛋白酶体的调节是相当敏感的。关键词：叶片极性，26S蛋白酶体，ASYMMETRICLEAVES2，ARGONAUTE1，REVOLUTA2GENETICANALYSISOFkrt1,ANas2ENHANCER,ANDTHEMOLECULARCLONINGOFKRT1ABSTRACTThepolaritydevelopmentofleavesisimportantfortheirnormalfunctions.Therearethreemainpolarity

7、axes:adaxial-abaxialaxis,proximal-distalaxis,medial-lateralaxis.Amongthesetheadaxial-abaxialpolarityplaysthemostprominentrole.TheASYMMETRICLEAVES2(AS2)geneinArabidopsispromotesadaxialdevelopmentandtheleavesofas2mutantsareabaxialized.InordertofurtherelucidatethemolecularmechanismAS2u

8、sesinshapingthepola