《INDEHISCENT 對擬南芥果實開裂的調控機理研究》是依託華南師範大學，由江幸山擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：INDEHISCENT 對擬南芥果實開裂的調控機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：江幸山
- 依託單位：華南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
擬南芥（Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.）角果的開裂是通過開裂區的分化和離層細胞的分離來實現的，離層細胞的分離與細胞壁水解酶（果膠酶，纖維素酶等）的活動密切相關。申請者的前期工作發現，果膠酶的積累與離層細胞的分離在時空上密切相關，而纖維素酶則調控開裂區的細胞形態建成；調控果實開裂區分化的轉錄因子INDEHISCENT (IND)可能對果膠酶和纖維素酶有重要調控作用。在擬南芥中，編碼果膠酶和纖維素酶的基因分別為67個和39個，究竟哪些成員參與調控果實開裂目前還沒有系統研究。為了從全基因組水平探討細胞壁水解酶基因在果實開裂過程中的貢獻，以及IND與水解酶的相互作用關係，本項目擬選擇野生型和ind-6突變體為研究材料，運用基因晶片技術，RT-PCR等技術研究果實發育過程中的基因表達規律，篩選出與果實開裂最密切相關的水解酶基因，為闡明果實開裂的調控機理提供理論依據。
結題摘要
果實開裂是許多經濟作物的一個必要發育階段，直接影響著作物的產量。在分子生物學層面，果實開裂往往涉及到數千個基因的表達變化以及相關的生物學功能的改變，是一個非常複雜的調節過程。儘管目前已有報導細胞壁水解酶（果膠酶，纖維素酶等）在果實開裂過程中發揮重要作用，但其具體的分子調控機制尤其是如何受轉錄因子的調控還遠未清晰。為了從全基因組水平探討細胞壁水解酶在果實開裂過程中的調控機理，以及轉錄因子INDEHISCENT (IND)與水解酶的相互作用關係，本項目選擇野生型擬南芥（Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.）和果實不開裂突變體ind-6的角果作為研究材料，選取其開裂區細胞形態建成時期（階段11，15和17早期）的角果開展了以下研究：1，本研究首先採用全基因組表達譜技術對所有基因在上述三個時期的表達進行檢測，篩選了野生型和ind-6突變體的差異表達基因，從而篩選出調控離層細胞分離的關鍵細胞壁水解酶候選基因。我們的研究還發現，該候選基因的時空表達與果實開裂區的發育密切相關。2，利用上述基因表達數據，篩選野生型不同發育時期的差異表達基因，並對差異表達基因進行聚類分析，分別得到9個表達模式不同的基因集合，並分別進行功能富集分析，此外，還使用轉錄因子（TF）富集分析嘗試尋找了這9個基因集合顯著相關的轉錄因子。最終，我們發現兩個轉錄因子（SEPALLATA3與AGL15）可顯著的調控一個與細胞壁分解相關的基因集合。我們通過進一步分析這兩個轉錄因子所調控的基因，發現大量的糖基水解酶。此外，我們的果膠酶與纖維素酶的細胞化學定位實驗也發現大量的糖基水解酶顯著富集到果實的開裂區。綜合這些分析結果，我們認為SEPALLATA3與AGL15可能是擬南芥果實開裂過程中關鍵的轉錄因子。本研究的數據將基因，轉錄因子以及具體的生物學功能聯繫在一起，為進一步闡明果實開裂的分子調控機製做了一定的支撐。
