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生长素是一类重要的植物激素,合成于植物的根尖、茎尖等生长活跃的地方,以极性运输的方式运输到植物体的各部分调控植物的生长发育。作为一种化学信号,生长素的功能主要体现在影响侧根的发生、器官的形成、顶端优势以及植物的向性反应等方面。不同浓度的生长素在植物生长发育过程中发挥的作用不同,较低浓度的生长素可以促进生长,较高浓度则抑制生长,幼嫩的细胞对生长素敏感但衰老的细胞则比较迟钝。肽类激素(peptide hormones)是一类具有激素活性的多肽。在动物、细菌和酵母中,肽类激素调节细胞的多种生理活动。在植物的生长发育过程中,植物肽类激素发挥着非常重要的作用,包括顶端分生组织的发生,气孔的形成,花器官的发育等。目前,大约有20种植物肽类激素被发现,主要包括:CLAVATA3/ENDOSPERM SURROUNDING REGION(CLE)多肽家族,BRICK(BRK)多肽,EPIDERMAL PATTERNING FACTOR(EPF)多肽家族,ROOT MERISTEM GROWTH FACTOR(RGF)多肽家族,POLARIS(PLS)多肽和DEVIL1(DVL1)多肽等。生长素和肽类激素都可以调控植物的生长发育,它们之间也会相互影响。生长素在植物体内的运输或转运会受到一些肽类激素,如CLE-like(CLEL)的影响,同时有些编码肽类激素的基因,如PLS、RGF,它们在植物体内的表达水平会受到生长素的影响。但是关于CLE多肽家族的基因和生长素的关系却没有被报道。本论文中,我们发现水稻的一个CLE基因OsCLE48,其表达水平受生长素的影响,同时,异源表达OsCLE48对拟南芥顶端分生组织的发生有一定的影响。系统发育分析发现,OsCLE48和拟南芥中A型CLE多肽的一个亚组(CLE1-CLE7)有很高的同源性,我们又将OsCLE48中CLE保守区的氨基酸序列和拟南芥CLE1-CLE7和CLV3中CLE保守区的氨基酸序列进行序列对比,发现它们的氨基酸序列相似度很高。RT-PCR结果显示,经外源的IAA处理后,水稻中OsCLE48表达量有很明显的升高,将OsCLE48p-GUS转基因拟南芥幼苗进行GUS组织化学染色,发现经IAA处理后的转基因植株着色加深,这些都表明了OsCLE48基因受IAA上调。对OsCLE48p-GUS转基因拟南芥的幼苗、种子、莲座叶、茎叶、花絮、花蕊及角果进行GUS组织化学染色,发现均有着色,说明OsCLE48的启动子在拟南芥各个组织器官中都能够表达。qRT-PCR结果显示,水稻茎,根及穗中,OsCLE48都有表达。对异源表达OsCLE48的转基因拟南芥植株进行表型分析,我们发现,转基因植株的顶端分生组织消失,这种表型和CLV3过量表达植株的表型是类似的,利用CLV3顺式元件驱动OsCLE48在clv3-2突变体中表达,结果clv3-2突变体的表型得到了恢复,RT-PCR结果显示,WUS基因的表达量在表型恢复植株中也恢复到了野生型水平,这些结果说明,在拟南芥中,OsCLE48可以发挥和CLV3相似的作用。我们通过观察生长7天的异源表达OsCLE48的转基因植株幼苗的根,发现转基因植株的根和野生型并无差别,这说明,异源表达OsCLE48可以抑制拟南芥顶端分生组织的发生,但是不影响根分生组织的发生。qRT-PCR结果表明,OsCLE48转基因水稻植株中OsCLE48的表达量明显高于野生型,但跟野生型相比,转基因水稻的顶端分生组织和穗没有明显变化,这说明OsCLE48可能不参与调控水稻顶端分生组织的发生。以上研究结果都表明,OsCLE48是一个受生长素上调的CLE基因,在拟南芥中表达可以调控顶端分生组织的发生。