表皮毛是一種存在于植物地上組織器官的結(jié)構(gòu),它的存在不僅可以減少刺吸式害蟲以及各種病蟲對(duì)植物的傷害,還能減少蒸騰失水,降低紫外線對(duì)植物的灼傷所造成的危害等等。因此,通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)來研究表皮毛的發(fā)生是很有必要的事情。擬南芥(Arabidopsis thaliana)中的R3 MYB是表皮毛形成的負(fù)調(diào)控因子,單一重復(fù)R3 MYB通過與R2R3 MYB轉(zhuǎn)錄因子GLABRA1(GL1)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合bHLH類轉(zhuǎn)錄因子GLABRA3(GL3)或GL3(EGL3),阻斷MYB-bHLH-WD40(MBW)的形成。MBW復(fù)合物可以激活調(diào)控表皮毛發(fā)生的基因GLABRA2(GL2)的表達(dá),而GL2是表皮毛形成所必需的。然而仍然不清楚大豆中的哪些R3 MYB可能會(huì)涉及到表皮毛的形成。先找到擬南芥單一重復(fù)R3 MYB轉(zhuǎn)錄因子TRICHOMELESS1(TCL1)的氨基酸序列,在大豆(Glycine max)蛋白數(shù)據(jù)庫(kù)中,運(yùn)用BLAST技術(shù)來尋找大豆中的同源序列。我們發(fā)現(xiàn)大豆中共有六個(gè)單一重復(fù)R3 MYB,命名為大豆TRICHOMELESS1至6(GmTCL1-GmTCL6)。序列比對(duì)分析表明GmTCLs是典型的R3 MYB轉(zhuǎn)錄因子。通過轉(zhuǎn)基因得到大豆轉(zhuǎn)基因過表達(dá)株系,我們發(fā)現(xiàn)過量表達(dá)GmTCLs的大豆植物中的表皮毛數(shù)目基本保持不變,并且轉(zhuǎn)基因大豆植物中BLAST預(yù)測(cè)的擬南芥GL1和GL2同源基因的表達(dá)不受影響。然而,在擬南芥35S啟動(dòng)子控制下,每個(gè)GmTCL基因在擬南芥體內(nèi)的表達(dá)均抑制擬南芥表皮毛的形成,并且擬南芥轉(zhuǎn)基因株系中GL1和GL2的表達(dá)水平大大降低。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,所有GmTCLs與轉(zhuǎn)入擬南芥原生質(zhì)體中的GLABRA3(GL3)相互作用。此外,在擬南芥TCL1基因啟動(dòng)子控制下的GmTCL1的表達(dá)完全恢復(fù)了tcl1突變體表型,表明GmTCL1在功能上等同于TCL1。總之,這些結(jié)果表明,GmTCLs能夠調(diào)節(jié)擬南芥的表皮毛形成,但是它們對(duì)大豆中的表皮毛形成可能不起作用。
【學(xué)位單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：Q943.2;S565.1
【部分圖文】：

發(fā)生的研究對(duì)擬南芥根毛的發(fā)生的研究中發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生根毛的部位是表皮細(xì)胞只與一個(gè)皮層細(xì)胞相連的則形不成根毛（圖為根毛形成的負(fù)向調(diào)控因子，它能夠通過胞間連絲在細(xì)才能夠產(chǎn)生根毛，因?yàn)槠淠軌虬?GL1 蛋白擠掉，跟轉(zhuǎn)3/EGL3 互作，進(jìn)而 GL2 基因的表達(dá)會(huì)受到抑制(GL2 基調(diào)節(jié))，GL2 基因的表達(dá)不利于根毛的形成，因此該細(xì)]（圖 2）。圖 1 擬南芥表皮毛發(fā)生的調(diào)控模型

圖 2 擬南芥根毛發(fā)生的調(diào)控模型3.其它物種單一 R3 MYB 轉(zhuǎn)錄因子的研究進(jìn)展我們知道棉花在紡織工業(yè)中占有很重要的地位，也是人們生活中重要的生物資，評(píng)價(jià)棉花品質(zhì)其中一個(gè)很重要的也是最直接的指標(biāo)就是棉纖維的長(zhǎng)度。纖維其實(shí)就是由胚珠的珠被上面的表皮細(xì)胞經(jīng)過系列發(fā)育而形成的表皮毛[52研究人員通過同源比對(duì)，從棉花里面來尋找與擬南芥中與表皮毛形成有關(guān)的 G和 GL2 的同源基因，分別找到了兩個(gè)目標(biāo)基因，分別為 GaMYB2 和 GaHOX1對(duì)他們就行轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證，研究發(fā)現(xiàn)它們對(duì)棉纖維的發(fā)育均具有促進(jìn)作用[52008 年，關(guān)媛等在黃瓜數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)擬南芥 TTG1 基因保守序列進(jìn)行同源比對(duì)，到了一個(gè)高度同源基因 CsTTG1，并且進(jìn)行了基因克隆以及轉(zhuǎn)化驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)說明其在擬南芥中起著調(diào)控表皮毛的功能[54]。2012 年，譚崢等也用同樣的方將擬南芥三個(gè)單一 R3 MYB——TRY、CPC 和 ETC1 氨基酸序列以及核苷酸序

24圖3 大豆單一重復(fù)R3 MYB的鑒定分析Fig.3.Identifiation of soybean R3 MYB transcription factors注：A:大豆和擬南芥單一TCL1的氨基酸序列比對(duì)。下劃線——R3 MYB結(jié)構(gòu)域，箭頭——指紋序列保守氨基酸，星號(hào)——CPC移動(dòng)必需氨基酸 B:六個(gè)大豆單一R3 MYB基因結(jié)構(gòu)分析。黃色的線標(biāo)記的是CDS區(qū)，虛線標(biāo)記的是內(nèi)含子C:系統(tǒng)發(fā)育樹分析1.2 GmTCLs 基因的克隆大豆六個(gè) GmTCLs 基因克隆模板來自于大豆測(cè)序品種 Willimas 82，然后根據(jù)表達(dá)載體 PTF101.1-35S，引物設(shè)計(jì)如表 2，利用雙酶切位點(diǎn) Xba1 和 Sac1 對(duì)克隆序列進(jìn)行酶切并連接到表達(dá)載體上，PCR 驗(yàn)證載體構(gòu)建的正確性（圖 4）。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

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本文編號(hào)：2851271