种子发育过程相关基因表达调控.ppt

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1、种子发育过程相关基因表达目录5、研究种子发育意义4、种子发育相关基因调控3、种子的发育2、种子的形成1、种子结构1、种子结构种子种皮胚胚乳胚芽胚轴子叶胚根胚(embryo)：胚是植物新个体的原始体,包括子叶、胚芽、胚根和胚轴,是由受精卵发育来的。胚乳(endosperm)：种子内储藏营养物质的场所，由受精的极核发育而成。种皮(seedcoat)：种子外面的保护结构，由珠被发育而成。2、种子的形成一、受精作用1被子植物的受精过程授粉开花、花药破裂、传粉到柱头上。萌发外壁破裂，内壁随花粉管伸长。延伸营养核在花粉管伸长过程中消失，两精核进入珠孔。双受精精核＋卵细胞合子精核＋2

2、极核原始胚乳细胞3、种子的发育(1)种皮的发育种皮单珠被一层种皮两层种皮双珠被外层：厚壁组织中间：纤维、石细胞和薄壁细胞内层：薄壁细胞种皮由胚珠的珠被发育而来，包围在胚和胚乳之外，起着保护作用。如果胚珠仅有一层珠被，则形成一层种皮，如番茄、向日葵等；如果胚珠具有内、外两层珠被，则相应形成内种皮和外种皮，如油菜、蓖麻等。也有一些植物虽有两层珠被，但在发育过程中，其中一层珠被被吸收而消失，只有另一层珠被发育成种皮。如大豆、蚕豆的种皮由外珠被发育而来；而小麦、水稻的种皮则由内珠被发育而来。(2)胚的发育胚的发育——胚是种子的最主要部分，它是一个新植物体的雏形，即最幼嫩的孢子体

3、。胚的发育从合子开始的。合子休眠期(形成-分裂）原胚发育期(2细胞-球胚）胚器官分化期(子叶原基分化-幼胚）扩大生长期(体积扩大）成熟胚合子不对称分裂2细胞原胚顶细胞胚体成熟胚基细胞胚柄消失(少数残存）(3)胚乳的发育1个精核与2个极核融合形成3N胚乳核后,立即进行迅速的分裂形成胚乳。据胚乳发育的特点,可分为2种类型：核型胚乳胚乳的发育细胞型胚乳核型胚乳核型胚乳是被子植物中最普遍的胚乳发育形式。特点是初生胚乳核的第一次分裂和以后的多次分裂，都不伴随细胞壁的形成，各个胚各阶层核呈游离状态分布在胚囊中，随着核的增多和液泡的扩大，胚乳游离核连同细胞质分布于胚囊的周缘。待发育到

4、一定阶段，通常在胚囊最外围的胚乳核之间先出现细胞壁，此后，由外向内逐渐形成胚乳细胞。核型胚乳在单子叶植物和具有离瓣花的双子叶植物中普遍存在。如小麦、水稻、玉米、棉花、油菜、苹果等。细胞型胚乳特点:在胚乳发育过程中,每次有丝分裂后,随即进行细胞质的分裂,同时产生细胞壁,形成胚乳细胞,没有游离核时期。大多数双子叶合瓣花植物属于这种类型,如芝麻、烟草等。4、种子发育过程相关基因表达4.1胚的发育相关基因4.2胚乳发育相关基因4.3种皮发育相关基因4.4调控种子大小的相关基因4.5水稻种子发育MADS基因4.6拟南芥种子发育ABA2基因4.1胚的发育相关基因LEC2编码一个含B

5、3区域（植物特有的一种DNA结合基序）的转录调控因子，它控制胚发育的正确启动，在胚发育早期和后期均大量表达(Stoneetal.，2001)。GNOM基因编码鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEF)，它作用于ADP核糖基化因子(ARF)-G型蛋白，影响合子第一次分裂(Grebeetal.,2000)。与正常合子第一次不对称分裂相反，GNOM基因突变体的受精卵第一次分离是对称的,表现出顶-基极性(apical-basalpolarity)缺陷型，没有根和下胚轴。MONOPTEROS(MP)基因编码一种含DNA结合域的蛋白质，它影响胚中维管组织和胚体模式的建立(HardtkeandB

6、erleth,1998)。FACKEL基因的产物是参与脂类生物合成的一种固醇还原酶（sterolC-14reductase），它影响发育中胚细胞的分裂、扩展和有序排列(Schricketal.,2000)。FACKEL基因突变特异地减少了下胚轴形成，使得胚根几乎贴到子叶上。4.2胚乳发育相关基因属于FIS类型的3个突变体均是雌配子体突变体，这种突变可在不受精的情况下自发诱导胚乳的生长。任何一个FIS基因，即FIS1/MEDEA、FIS2和FIS3/FIE,在胚乳的发育中至少有3个功能：启动胚乳发育所需基因的遏制，胚乳前后极轴的排序和胚乳核的分裂数目(Yadegariet

7、al.,2000)。遗传有母本fis1或fis2基因拷贝的胚很少发育到心形阶段，fis3基因突变体的胚不发育。带有母本fis突变基因拷贝的种子卷缩或者几乎观察不到。有关3个FIS基因突变体的研究结果表明，这3个突变基因具有母体效应，父本遗传的fis等位基因对胚乳发育无影响。4.3种皮发育相关基因KLU基因在胚珠发育时的内珠被中表达，并且KLU能促进胚珠中珠被细胞的增殖，通过其活性水平控制珠被细胞的增殖程度，决定种子种皮的生长，最终限制种子的生长。4.4调控种子大小的相关基因种子大小是农作物的重要性状，大粒种子为种子萌发提供更多营养，可以提