论文部分内容阅读
对于开花植物来说,萌发是一个重要的过程,在生态和农业方面都有重要的意义。种子萌发根据吸水的速度分为了三个时期。首先干种子快速吸水并且恢复许多代谢过程;然后进入一个缓慢的吸水过程,种皮破裂(时期Ⅱ);之后吸水速度又加快,幼根伸出种皮。萌发的过程受内部自身因素和外部环境的双重调控。目前为止已经发现许多因素参与到了萌发的过程中,其中包括激素。
ABA在萌发的过程中起重要的负调作用。萌发时给种子施加外源ABA能导致快速的可逆的萌发及生长抑制。这种ABA介导的可逆的生长抑制能够给予萌发的种子抗干旱的特性。ABI3和ABI5在ABA介导的抑制萌发的过程中起着十分重要的作用。本文研究了PGABH在模式植物拟南芥中的作用及其与ABI3和ABI5的关系。结果如下:
(1)通过萌发时野生型和pgabh突变体对ABA的响应分析,发现pgabh突变体的萌发率明显低于野生型,ABA浓度越高,萌发抑制越明显;萌发后pgabh突变体的幼苗子叶变绿速度也低于野生型,ABA浓度越高,子叶变绿速度越慢。说明PGABH负调控萌发和萌发后幼苗生长;
(2)萌发时,PGABH的RNAi株系的萌发率低于WT,而超表达株系的萌发率高于WT,进一步说明PGABH负调控萌发和萌发后幼苗生长;
(3)利用qRT-PCR方法对PGABH的表达模式进行分析,发现PGABH在萌发1-3d内的表达量较高,但随着萌发时间的延长,表达量下降;萌发4-7d时表达量基本不变,维持在较低的表达水平。通过PGABH启动子驱动的GUS染色情况分析,发现该基因的表达确实在萌发早期较高,之后随着萌发时间的延长,GUS染色较浅。说明PGABH在萌发早期起作用;
(4)通过构建与GFP的融合蛋白,转化拟南芥,用原生质体进行confocal观察,发现PGABH定位在叶绿体膜上;
(5)通过qRT-PCR和Western Blot方法,从转录和蛋白水平上检测ABI3和ABI5的表达量,发现ABA处理后ABI3和ABI5在pgabh突变体中的表达明分别高于WT5倍和6倍,蛋白积累也明显升高,说明PGABH通过负调控ABI3和ABI5调控ABA信号途径;
(6)我们进一步通过pgabh和abi5进行杂交,获得pgabh abi5双突变体,在ABA处理下,pgabhabi5双突变体的萌发率高于WT,与abi5单突变体的萌发率基本类似,说明PGABH位于ABI5的上游;
(7)萌发时pgabh突变体在高渗胁迫条件下的萌发率高于WT,说明PGABH也参与了干旱等非生物胁迫响应。