ROS介导γ-氨基丁酸调控拟南芥根毛发育机制研究

以拟南芥根特异性表达的γ-氨基丁酸(GABA)合成酶基因(GAD1)突变体(gad1)为材料,探讨了GABA在根毛发育中的调控机制.结果表明,gad1突变体中根毛的长度明显高于野生型,外源GABA的添加会抑制拟南芥野生型和gad1突变体根毛的长度.活性氧(ROS)染色证实了gad1突变体根尖和根毛区域ROS的水平高于野生型,qRT-PCR实验表明gad1突变体中参与ROS清除基因(CSD1、CSD2和MSD1)的表达受到了抑制.研究初步证实了GABA代谢参与了ROS介导的根毛生长调控,GABA作为一种负调控信号参与了根毛生长的调节.

气孔谱系细胞发育的分子基础及其调控机制

本文主要介绍气孔发育过程中基因信号调控的新进展,涉及气孔发育的单细胞间隔规律、多肽配体、跨膜受体和MAPK模块进行的信号传递、极性蛋白和细胞命运等。一些参与调节气孔分化或密度的基因也参与激素和环境应答,这可能在调节气孔发育或对环境变化作出反应之间提供了信息联系。

GABA代谢负调控叶片细胞内复制发生的机制研究

γ-氨基丁酸(GABA)是植物发育的代谢性信号分子。GABA合成突变体的第一对真叶面积不同程度大于野生型,且突变体的叶表皮细胞的面积大于野生型。流式细胞分析表明GABA合成突变体叶片中多倍体细胞出现早于且比例高于野生型。为研究GABA合成突变体叶片细胞增大和内复制的相关性,对内复制调控因子D类细胞周期蛋白基因(CYCD3;1、CYCD3;2、CYCD3;3和CYCD4;1)和细胞周期蛋白依赖的激酶CDKA;1进行了荧光定量PCR分析。结果表明,GABA合成突变体中CDKA;1的表达量呈现下调趋势。CCS52A(cell cycle switch 52A)在细胞周期退出和内复制进入过程中发挥了重要作用。gad2和gad1/gad2突变体中,CCS52A2的相对表达量明显高于野生型。参与激酶活性抑制的SIM(siamese)、SMR(siamese-related)的表达水平显著高于野生型。为进一步研究GABA合成代谢异常与内复制调控的潜在关系,用活性氧(ROS)的荧光探针分析了叶片保卫细胞中的ROS水平。结果表明,GABA合成突变体中ROS的水平明显高于对照。本研究证明了GABA合成突变体叶片面积增大过程中,周期蛋白、周期蛋白依赖的激酶以及激酶的抑制蛋白在转录水平协调参与了叶片内复制相关的叶片面积调控。本研究首次揭示了GABA正常代谢是阻止叶片细胞早熟分化、保证叶片正常发育相关的内复制发生的负反馈调节因子。