ARR21基因在拟南芥生长发育和离体再生过程中的功能分析

为了揭示细胞分裂素信号途径关键因子ARR21的功能,对拟南芥中B型ARR家族基因进行进化关系分析,通过构建ARR21基因过表达和缺失突变体,分析该基因在调控幼苗生长发育和离体再生中的作用。结果表明,拟南芥中编码12个B型ARR,其中,ARR21和ARR13亲缘关系较近;过量表达ARR21基因以及缺失DDK结构域后组成型表达ARR21均严重阻碍了幼苗的生长发育,表现为根系较短,真叶不能伸展;而arr21、arr13单突变体和arr13/21双突变体幼苗生长发育完全正常。进一步离体再生结果表明,过量表达ARR21ΔDDK基因可显著提高离体再生效率,但ARR21基因功能缺失对离体再生无显著影响,arr13单突变体和arr13/21双突变体离体再生效率均低于野生型,暗示ARR13和ARR21基因可能存在功能冗余。研究结果可为进一步解析细胞分裂素信号转导途径在植物生长发育和离体再生过程中的功能奠定基础。

谷子高效离体再生基因型和培养基的筛选

谷子离体再生和遗传转化困难,极大地限制了其作为模式植物在功能基因组学研究和品种遗传改良中的应用。为筛选高效离体再生的谷子基因型,选取90份国内外的谷子种质资源,利用其成熟胚作为外植体进行离体再生培养。结果表明,不同基因型谷子出愈率、芽分化率和再生率差异较大;不同基因型的谷子出愈率在17.67%～93.67%之间,芽分化率在0%～78.89%之间,再生率在0%～40.00%之间。从中筛选出3份高效离体再生种质资源,分别为Y41、Y176和Y145,其离体再生效率分别为40.00%、37.33%和36.00%。3份种质资源在CIM3培养基上的出愈率最高,且愈伤质量较好,CIM3培养基配方为4.43 g·L^(-1)MS+30 g·L^(-1)蔗糖+4 g·L^(-1)phytagel+2 mg·L^(-1)2,4-D+0.5 mg·L^(-1)KT。本研究结果为谷子离体再生和遗传转化,以及推动谷子作为C_4禾谷类模式植物的进程奠定了一定的理论基础。