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木材是自然界中很重要的可再生能源物质,来源于植物根茎中的次生生长。植物次生生长是维管形成层细胞不断分化、发育的过程,这个过程是由许多基因共同参与协同来完成的。关于植物木材形成的分子机制有很多,本研究探讨一个毛果杨功能未知PtrGARP1;1基因,该基因可能参与次生生长过程。取得的主要研究结果如下:毛果杨PtrGARP1;1基因,其Locus位点为Potri.002G223100,CDS编码区全长序列含510个核苷酸,编码169个氨基酸,通过观察氨基酸序列发现,该基因编码的氨基酸序列中含有极其丰富的谷氨酸。同源检索显示,该基因在胡杨、可可、陆地棉等物种中均存在同源基因,序列比对结果显示,这些同源基因也存在保守的谷氨酸位点,暗示谷氨酸可能是该基因功能行驶的关键位点。RT-PCR分析PtrGARP1;1基因的组织表达情况,结果显示:PtrGARP1;1基因在毛果杨木质部组织内高丰度表达,且转录表达水平与茎节木质化程度同步增加。用原位杂交技术进一步探究PtrGARP1;1基因的表达模式,显示该基因在木质部与韧皮部组织内相对表达量较高,其结果与RT-PCR分析相一致。用Gateway技术构建过表达融合报告基因GFP的PtrGARP1;1::GFP植物表达载体,并转化拟南芥。通过对转基因拟南芥根组织细胞的GFP荧光信号观察显示:PtrGARP1;1蛋白可能定位于细胞质内。通过遗传转化拟南芥获得PtrGARP1;1基因的过表达材料,用组织解剖学结合化学染色法对细胞形态进行观察,结果显示:与野生型相比较,过表达PtrGARP1;1基因植株茎段细胞形态没有发生变化。基于CRISPR/Cas9技术创制毛果杨PtrGARP1;1基因突变体,观察表型发现:突变体植株矮小,主茎较细,叶片较窄;且木质化组织发育滞后,在木质化程度较高的茎节中木质部组织细胞的细胞壁较薄,暗示该基因很可能与次生壁的形成有关,参与木材的发育及形成。