亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        擬南芥生物鐘突變體lhy、cca1營養(yǎng)生長時(shí)相轉(zhuǎn)變

        2017-03-08 09:04:04郭蕊傅鈺龍鴻
        關(guān)鍵詞:植物

        郭蕊,傅鈺,龍鴻

        高等植物生長發(fā)育是一個(gè)持續(xù)的過程,其胚后發(fā)育主要經(jīng)歷了營養(yǎng)生長階段和生殖生長階段。營養(yǎng)生長是促成高等植物早期形態(tài)的必經(jīng)階段,由幼齡期和成熟期構(gòu)成[1]。從幼齡期過渡到成熟期就發(fā)生了營養(yǎng)生長時(shí)相轉(zhuǎn)變(vegetative phase change,VPC),經(jīng)歷這個(gè)轉(zhuǎn)變后,植物才具有開花能力,從而進(jìn)入生殖生長時(shí)期,完成整個(gè)生活史[2]。

        高等植物VPC過程會伴隨著營養(yǎng)生長狀態(tài)的變化。模式植物擬南芥的研究表明,幼齡期的葉片邊緣光滑,葉片近圓形,葉基角較小,只有近軸面表皮毛;而成熟期的葉片邊緣出現(xiàn)鋸齒,葉片近匙形,葉片基角增大,近軸面和遠(yuǎn)軸面均具有表皮毛[2]。對VPC的相關(guān)分子研究表明,MicroRNA(miRNA) precursormiR156在VPC中發(fā)揮重要作用,幼齡期表達(dá)量高,成熟期表達(dá)量低[3-5]。

        植物通過內(nèi)在的“鐘”來應(yīng)答夜長及其調(diào)控,以保證其在24 h的節(jié)律中生長發(fā)育,即所謂的生物鐘[6]。LATE ELONGATED HYPOCOTYL(LHY)、CIRCADIAN CLOCK ASSOCIATED1(CCA1)和TIMING OF CABEXPRESSION1(TOC1)3個(gè)基因構(gòu)成了生物鐘的一個(gè)反饋環(huán),其中LHY結(jié)合CCA1負(fù)調(diào)控TOC1表達(dá),TOC1則正向調(diào)控LHY和CCA1表達(dá)[7]。VPC與植物自身的生物節(jié)律聯(lián)系緊密,但是生物鐘相關(guān)基因?qū)PC的影響還不清楚。本研究通過觀察研究擬南芥lhy、cca1突變體的VPC過程,探討LHY、CCA1基因?qū)PC的影響,為生物節(jié)律與VPC之間的關(guān)聯(lián)提供試驗(yàn)依據(jù)。解析VPC的分子機(jī)制,對于果樹生產(chǎn)上盡早結(jié)束幼齡期(童期)而進(jìn)入成熟期,開花結(jié)果,使得果農(nóng)及早受益,具有重要的理論指導(dǎo)意義。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        擬南芥Col-0生態(tài)型的種子由作物遺傳改良國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室須健教授課題組惠贈,WT-Col背景下的lhy(CS811112)、cca1(SALK_067780)突變體的種子購自美國俄亥俄州立大學(xué)的Arabidopsis Biological Resource Center(ABRC)。

        1.2 方法

        1.2.1 種植

        種子在4℃條件下處理2~3 d,打破休眠并春化,然后點(diǎn)種至塑料盆中,并貼好標(biāo)簽,蓋上保鮮膜,7d后揭膜。培養(yǎng)條件為V營養(yǎng)土∶V蛭石=1∶1,并高溫滅菌,用蒸餾水充分浸泡,每3 d澆水一次。培養(yǎng)條件為:22℃,光照培養(yǎng)16 h,暗培養(yǎng)8 h,相對濕度 60%,光照強(qiáng)度 180 μmol/(m2·s)。

        1.2.2 形態(tài)觀察

        待種子長出子葉后,開始觀察野生型Col-0及突變體lhy、cca1的表型。抽薹前,每天統(tǒng)計(jì)其蓮座葉總數(shù),最早出現(xiàn)遠(yuǎn)軸面表皮毛時(shí)的葉序數(shù)及蓮座葉數(shù),并觀察其葉片形態(tài)變化;抽薹后,將所有蓮座葉片摘下,拍照并使用DWRuler測量其葉片近軸面右側(cè)與葉柄之間形成的葉片基角。

        1.2.3 制作石蠟切片

        待擬南芥長出真葉時(shí),開始取材,按照李和平等[8]的方法進(jìn)行操作,材料置于FAA固定液中固定至少24 h;梯度乙醇脫水,石蠟包埋,愛氏蘇木精染色,LEICA2235輪轉(zhuǎn)切片機(jī)切片,厚度為8μm,LEICA DM4000B顯微鏡觀察,LEICA DFC450相機(jī)拍照保存。

        1.2.4 熒光定量PCR

        利用熒光定量PCR做基因miR156表達(dá)分析,內(nèi)參基因?yàn)锳ctin-2。使用實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀(BIO-RAD CFX96)和北京全式金熒光定量試劑盒(TransStartTM Top Green qPCR SuperMix)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。miR156擴(kuò)增采用頸環(huán)法,引物序列:Actin2-F:5′-GCTGAGAGATTCAGA TGCCCA-3′,Actin2-R:5′-GTGGATTCCAGCAGCTTCCAT ACT-3′;miR156-F:5′-CATCTTGTA GATCTC TGAAGTTGG ACT-3′,miR156-R:5′-GAGATT GAGACATAGA GAACGAAGACA-3′。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 突變體的葉形與最早遠(yuǎn)軸面表皮毛出現(xiàn)的葉序數(shù)

        通過對野生型Col-0和lhy、cca1突變體的葉形變化的觀察比較了解其VPC特征。結(jié)果顯示,野生型Col-0蓮座葉葉片總數(shù)近為10片,前4片葉近圓形,后期葉片則呈漸長的匙形,遠(yuǎn)軸面表皮毛為第6片(第15天時(shí))(圖1-A);突變體lhy的蓮座葉總數(shù)近為12片,前4片蓮座葉接近圓形,后期的葉片呈漸長的匙形,遠(yuǎn)軸面表皮毛最早出現(xiàn)在第7片蓮座葉上(第16天時(shí))(圖1-B);突變體cca1的蓮座葉葉片總數(shù)近為13片,前4片蓮座葉接近圓形,后期的葉片呈漸長的匙形,出現(xiàn)遠(yuǎn)軸面表皮毛也為第7片(第16天時(shí))(圖1-C),表明野生型Col-0和突變體lhy、cca1分別在第6、第7、7片葉時(shí)發(fā)生VPC,且突變體出現(xiàn)的遠(yuǎn)軸面表皮毛的時(shí)間都晚于野生型,說明lhy、cca1突變體的VPC被延遲。

        圖1 野生型Col-0與lhy、cca1突變體的生長發(fā)育情況及葉形圖

        2.2 突變體的葉片基角

        在植物營養(yǎng)生長時(shí)期,葉片基角隨著VPC的發(fā)生而產(chǎn)生變化。通過測量野生型Col-0和lhy、cca1突變體蓮座葉的葉片基角,分別選取蓮座葉的第3、6、9片的葉片基角來比較野生型和突變體的差異。結(jié)果表明,野生型Col-0和lhy、cca1突變體蓮座葉的葉片基角都呈增大趨勢,但是lhy、cca1突變體的葉片基角總體變化不大。在第6片蓮座葉時(shí),野生型Col-0的葉片基角為127.12°,而lhy、cca1突變體葉片基角分別為121.4°、123.52°,突變體的葉片基角都比野生型的要小,說明突變體VPC的發(fā)生時(shí)間要比野生型晚,延遲了VPC(表1)。

        表1 野生型與突變體葉片基角的比較

        2.3 莖頂端分生組織的結(jié)構(gòu)特征

        伴隨著VPC的發(fā)生,莖頂端分生組織(shoot apical meristem,SAM)也會呈現(xiàn)不同的變化。結(jié)果顯示,Col-0在生長第5 d時(shí),SAM生長錐縱切面呈平坦?fàn)?,?xì)胞尚未分化(圖2A),在生長第10 d時(shí),生長錐縱切面稍有凸起,SAM的原套細(xì)胞為單層(圖2B),在生長第15天時(shí),生長錐明顯凸起,原體和髓分生組織細(xì)胞分裂,數(shù)目增多(圖2C),在第19天,生長錐繼續(xù)生長、發(fā)育,凸起增高(圖2D),在第23天時(shí),花原基出現(xiàn)(圖2E);lhy、cca1突變體在生長第5天時(shí),SAM縱切面也為平坦?fàn)睿?xì)胞無分化(圖2F和圖2K),在生長第10天和第15天時(shí),生長錐縱切面也開始凸起,但莖尖分生組織原套細(xì)胞為單層或雙層,細(xì)胞分裂數(shù)目增多但比野生型的少(圖2G、圖2H和圖2L、圖2M),在生長第19天時(shí),生長錐縱切面凸起較為明顯,原套、原體和髓分生組織均分化、發(fā)育(圖2I和圖2N),在生長第25天時(shí),植株分化出12、13片葉,花芽發(fā)育(圖2J和圖2O)。根據(jù)野生型和突變體莖頂端生長錐明顯凸起且分化的時(shí)間,判定突變體VPC延遲,與形態(tài)學(xué)觀察結(jié)果一致。

        圖2 野生型Col-0和lhy、cca1突變體莖頂端分生組織結(jié)構(gòu)

        2.4 熒光定量PCR

        miR156的檢測結(jié)果顯示,隨著植株生長發(fā)育的進(jìn)程,野生型和突變體植株中的miR156表達(dá)均呈下降趨勢(圖3)。在第11天時(shí),miR156在突變體lhy、cca1中的表達(dá)量均比野生型的低;Col-0植株在生長第15天時(shí),miR156的表達(dá)量下降最快,比第11天時(shí)測定的量下降1倍多,在此時(shí)發(fā)生VPC;而在第15天時(shí),突變體植株降低的少,說明突變體VPC發(fā)生時(shí)間在第15天和第19天之間。這些結(jié)果表明突變體相對于野生型Col-0延遲了VPC,與本研究中的其他試驗(yàn)(包括表型及莖尖解剖觀察)結(jié)果相符。

        圖3 Col-0與lhy、cca1不同發(fā)育過程中Q-PCR檢測miR156表達(dá)

        3 討論

        植物在生長發(fā)育過程中,不同的時(shí)期表現(xiàn)出不同的表型特征。植物生長發(fā)育過程中離不開VPC的關(guān)鍵作用,但是生物鐘相關(guān)基因是如何影響VPC的,目前還尚未知曉。

        在表型觀察、解剖結(jié)構(gòu)和分子水平上的試驗(yàn)結(jié)果表明,突變體lhy、cca1推遲了VPC發(fā)生的時(shí)間。野生型Col-0和突變體lhy、cca1分別在第6和第7、7片葉時(shí)發(fā)生VPC,突變體的VPC被延遲。此外,盧陽等[9]研究表明,突變體mgo3(CS8324)的蓮座葉數(shù)目減少推遲了VPC的發(fā)生;而突變體amp1-1(SALK_034207)的蓮座葉數(shù)目增多并未提前發(fā)生VPC,切除第1、2片真葉推遲了Col-0的VPC發(fā)生。本研究中,lhy和cca1突變體的蓮座葉葉片總數(shù)都表現(xiàn)為增多,但其VPC延遲;推測突變體幼齡期產(chǎn)生的真葉受LHY、CCA1基因突變影響較大,數(shù)量較少,造成VPC發(fā)生延遲。在植株正常生長發(fā)育過程中伴隨著葉片基角的變化,通過測量生長發(fā)育良好的野生型Col-0和lhy、cca1突變體蓮座葉的葉片基角,結(jié)果也表明,突變體的葉片基角都比野生型的小,說明突變體由于發(fā)生基因突變導(dǎo)致了VPC的發(fā)生時(shí)間要比野生型晚,延遲了VPC。通過對野生型Col-0和生物鐘相關(guān)突變體lhy、cca1的莖頂端分生組織的發(fā)育過程觀察,能夠清楚地了解其VPC的變化特征。結(jié)果表明,野生型Col-0在第15天左右發(fā)生VPC,而突變體lhy、cca1在第16天左右,比野生型發(fā)生的時(shí)間延后,說明突變體的VPC被推遲。通過觀察SAM的發(fā)育變化,可以看到突變體SAM的原套、原體和髓分生組織發(fā)育延遲,且這種變化伴隨著miR156表達(dá)量的改變。miR156檢測結(jié)果也顯示,野生型Col-0在第15天發(fā)生VPC,而突變體很可能在第16天發(fā)生,VPC延后,這也可以說明突變體的VPC被延遲。

        研究表明,生物鐘是復(fù)雜的計(jì)時(shí)系統(tǒng),生成內(nèi)源性周期近為24 h的節(jié)律,控制著動物睡眠或蘇醒和植物的葉片運(yùn)動、開花時(shí)間等活動。單一突變lhy與cca1,生物鐘依然運(yùn)轉(zhuǎn),說明LHY、CCA1是在生物振蕩組件中發(fā)揮重要作用的必需組件。在LHY和CCA1中的緊密聯(lián)系表明了它們具有功能冗余作用,在缺少CCA1時(shí),LHY也能保持植物自身的節(jié)律[10],但同時(shí)缺少LHY和CCA1時(shí),植物自身生物鐘則不能維持[11]。生物鐘調(diào)控了包括開花在內(nèi)的許多生物學(xué)過程[12],lhy和cca1突變體VPC延遲的表型可能與其生物鐘屬性相關(guān)聯(lián)。隨著生長發(fā)育進(jìn)程的推進(jìn),基因表達(dá)在24 h之間循環(huán)??梢酝茰y,生物鐘基因可能參與植物發(fā)育時(shí)相轉(zhuǎn)變的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控,維持植物正常生長發(fā)育。

        [1]Huijser P,Schmid M.The control of developmental phase transitions in plants[J].Development,2011,138(19):4117-4129.

        [2]Poethig R S.The past,present and future of vegetative phase change[J].Plant Physio,2010,154(2):541-544.

        [3]Wu G,Poethig R S.Temporal regulation of shoot development inArabidopsis thalianabymiR156and its targetSPL3[J].Development,2006,133:3539-3547.

        [4]Chuck G,Cigan A M,Saeteurn K,et al.The heterochronic maize mutantCorngrass1results from overexpression of a tandem microRNA[J].Nat Genet.,2007,39:544-549.

        [5]Wu G,Park M Y,Conway S R,et al.The sequential action ofmiR156andmiR172regulates developmental timing in Arabidopsis[J].Cell,2009,138:750-759.

        [6]瞿禮嘉,鄧興旺.植物發(fā)育的機(jī)制[M].北京:高等教育出版社,2006.

        [7]Mishra P,Panigrahi K C.GIGANTEA-an emerging story[J].Front Plant Sci,2015,6:8.

        [8]李和平,龍鴻.植物顯微技術(shù)[M].2版.北京:科學(xué)出版社,2009.

        [9]盧陽,龍鴻.擬南芥葉片數(shù)目變化突變體對營養(yǎng)生長時(shí)相轉(zhuǎn)變的影響[J].植物學(xué)報(bào),2015,50(3):331-337.

        [10]Matsushika A,Makino S,Kojima M,et al.The APRR1/TOC1quintet implicated in circadian rhythms of Arabidopsis thaliana:II.Characterization withCCA1-overexpressing plants[J].Plant Cell Physiol,2002,43:118-122.

        [11]Rachel M G,Elaine M T.The role ofCCA1andLHYin the plant circadian clock[J].Developmental Cell,2002,2(5):516-518.

        [12]Hara M,Kamada H,Mizoguchi T.CO-EXPRESSED WITH CLOCK GENES LHY AND CCA1 1(CEC1)is regulated byLHYandCCA1and plays a key role in phase setting ofGIinArabidopsis thaliana[J].Plant Biotechnology,2014,31:35-41.

        猜你喜歡
        植物
        誰是最好的植物?
        為什么植物也要睡覺
        長得最快的植物
        各種有趣的植物
        植物也會感到痛苦
        會喝水的植物
        植物的防身術(shù)
        把植物做成藥
        哦,不怕,不怕
        將植物穿身上
        中文字幕在线免费 | 少妇久久久久久被弄到高潮| 国产成人无码精品午夜福利a| 中文字幕一区二区三区四区在线| 日韩精品成人一区二区三区久久久| 全亚洲最大的私人影剧院在线看| 国产精品美女一区二区视频 | 欧美中出在线| 一本到亚洲av日韩av在线天堂 | 国产精品美女一区二区av| 国产精品一区二区三区自拍| 小sao货水好多真紧h无码视频| 1717国产精品久久| 欧美洲精品亚洲精品中文字幕| 亚洲av极品尤物不卡在线观看| 精品无码国产一区二区三区麻豆| 开心五月激情综合婷婷色| 四虎成人免费| 日韩丝袜人妻中文字幕| 国产tv不卡免费在线观看| 人人摸人人搞人人透| 精品人妻一区二区三区四区在线| 久久无码专区国产精品s| 国产精品天堂| 中文字幕一二区中文字幕| 日韩精品中文字幕一区二区| 男女性杂交内射妇女bbwxz| 国产日产高清欧美一区| 美腿丝袜av在线播放| 中文字幕乱码熟女人妻在线| 国产免费人成视频在线观看| 2021精品国产综合久久| 日本免费精品一区二区三区视频 | 屁屁影院ccyy备用地址| 国产AV无码专区久久精品网站| 亚洲综合免费在线视频| 久久亚洲精品中文字幕| 激情内射亚州一区二区三区爱妻| 亚洲国产成人精品激情| 精品久久一品二品三品| 人人妻人人狠人人爽|