甘蔗茎尖初生增粗分生组织与顶端分生组织细胞分裂研究

用压片法 ,分别对 6个茎径不同的甘蔗品种 (粤糖 86/ 3 68、粤糖 91 / 976、桂糖 1 1号、新台糖 1 6号、美国 CP80 -1 82 7、日本农林 8号 )茎尖初生增粗分生组织和顶端分生组织的细胞分裂指数进行观察比较。结果表明 ,各品种初生增粗分生组织的细胞分裂指数都大于顶端分生组织的 ;虽然两种分生组织的细胞分裂指数不同 ,但二者在白天 6个时间段 (8∶ 0 0、 1 0∶ 0 0、 1 2∶ 0 0、 1 4∶ 0 0、 1 6∶ 0 0、 1 8∶ 0 0 )和不同的生长时期(6月 9日、 6月 1 7日、 6月 3 0日、 7月 1 1日、 7月 2 1日 )的变化趋势相似 ,说明两种分生组织的细胞分裂具有明显的同步性。

拟南芥茎顶端分生组织相关突变体的表型与结构分析

以拟南芥野生型(C24)和T-DNA插入诱发的突变体(155系)为材料,通过表型分析、组织切片、GUS基因表达的组织化学定位等研究方法对155系的形态结构和生长发育进行了较为细致的观察分析,结果发现:(1)T-DNA插入诱发的155系突变体植株矮化,叶片等器官体积减小,营养生长阶段延长,发育较C24缓慢;(2)同一时期155系的茎顶端分生组织面积较C24减小,顶端平坦,细胞层数减少,两侧叶原基基部之间的距离缩短,呈现出发育迟缓、从茎顶端分生组织向花分生组织转变延迟等特征;(3)GUS基因特异性地在155系茎顶端分生组织和维管组织中表达.结果表明,T-DNA诱捕基因可能在茎顶端分生组织中发挥作用,由于T-DNA的插入使该基因的功能受到了影响,进而影响了155系中茎顶端分生组织的发育模式,产生了155系的一系列表型改变.

拟南芥AtFBDL1在植物顶端生长调节中的作用

拟南芥At FBDL1基因是FBD-like基因家族的一员,其编码蛋白含有类似于F-box的结构域。表达模式网络预测结果显示该基因在茎顶端分生组织中高丰度表达,但对于FBD-like基因家族的研究还很少,其功能目前尚不明确。为此,本研究通过组织半定量表达分析和GUS染色显示At FBDL1基因在拟南芥中具有时空表达特异性。结果表明:在真叶形成前和形成初期,该基因主要在茎顶端分生组织和下胚轴区域表达;真叶形成后,该基因在下胚轴的表达明显减少,而主要集中在茎顶端分生组织表达。遗传转化显示:与野生型植株相比,过表达At FBDL1基因的植株生长发育缓慢,抽薹时间推迟3 4 d,莲座叶叶片面积减小,叶片数目平均增多10片,并且伴随有变态叶出现;过表达植株株高比野生型矮,株高最大差值达到12 cm。共表达网络预测At FBDL1与多个与生长素和花发育相关的基因具有共表达关系。以上研究结果表明:At FBDL1基因在拟南芥的生长发育过程中,特别是在顶端分生组织分化过程中起重要作用。

被子植物的早期胚胎形态建成

被子植物早期胚胎形态建成是其有性生殖过程中一个重要发育阶段。在这一阶段中,被子植物形体基本特征形成,包括顶-基轴极性建立、不同细胞层分化以及分生组织形成。合子极性直接与顶基细胞命运相关,但其极性产生机理仍然不明。研究表明,WOX家族转录因子、生长素定向运输以及生长素响应应答可能参与了早期顶-基模型建成;辐射对称模型的建立可能由细胞与细胞间相互作用来介导;生长素流可能参与胚胎顶端组织形成。该文对近年来被子植物早期胚胎形态建成过程中的合子极性建立与生长、合子分裂及其顶基细胞的形成、胚根原特化及根极的形成、辐射对称模式及表皮原特化、顶端分生组织特化及子叶起始等方面的研究进展进行了综述。

普通烟草WOX转录因子家族的全基因组鉴定及分析

【背景】WOX(WUSCHEL-related homeobox)转录因子家族是植物特有的一类转录因子家族,被报道参与生长发育、细胞间通讯、干细胞分裂分化稳态调控和器官发育等过程。【方法】利用比较基因组学和生物信息学的方法,在烟草基因组中对WOX转录因子成员进行鉴定,并进行进化分析、共线性分析、保守基序分析以及表达模式等分析。【结果】(1)从烟草基因组中鉴定出23个WOX转录因子家族成员编码基因,其中15个NtWOX基因定位到染色体上;(2)系统发育分析表明,普通烟草和拟南芥的WOX转录因子被分成了3个亚支和9个亚家族;(3)共线性分析发现若干普通烟草NtWOX基因存在于普通烟草与拟南芥基因组的共线性区段中;(4)复制事件分析表明串联重复或者全基因组重复事件在普通烟草WOX家族扩张中起重要作用;(5)保守基序分析表明同一亚家族内NtWOX成员的保守基序的组织形式高度相似;(6)表达分析表明普通烟草NtWOX基因表达具有组织特异性;(7)GO注释分析发现普通烟草NtWOX转录因子参与组织器官发育、细胞间通讯过程和胁迫响应等生物学过程。【结论】本研究在普通烟草中鉴定并系统分析了WOX转录因子家族成员,为其功能研究奠定基础。

芥菜型多室与二室油菜花芽分化过程的比较分析

芥菜型油菜中存在天然的多室性状。与普通二室油菜相比,多室油菜因多果室(3～5个腔室)、多粒特征,具有高产潜力,为了揭示多室性状的形成过程,本研究以青海芥菜型多室油菜和塔油2号(芥菜型二室油菜)双亲、BC3F5群体中纯合的二室和多室单株为材料,通过石蜡切片结合扫描电镜观察,比较分析表明,青海芥菜型多室油菜自出苗开始,约22 d左右,平均叶片数为5时,开始花芽分化且经历5个时期;多室茎顶端分生组织(SAM)和花顶端分生组织(FM)伸长膨大,直径较二室大;随心皮分化,多室花顶端向内凹陷成"X"状的四心皮区域,而二室花芽中心生长锥向内凹陷成"I"状,形成二心皮的对半区域,该凹陷分裂影响心皮数目,并决定了子房中籽粒的排列数目;柱头顶端也形成"I"及"X"状凹陷,可作为一种指标用以早期区分多室及二室性状。

TOR介导的糖激活SAM活性的拟南芥自然变异位点鉴定

在黑暗条件下,糖能激活拟南芥的茎顶端分生组织(SAM)发育成叶状器官,该现象已成为植物糖敏感性的重要指标之一。本研究发现,通过RNAi降低雷帕霉素靶标(TOR)的表达,能降低拟南芥幼苗的糖敏感性,表明TOR参与了糖对SAM的激活。本研究还通过对265个拟南芥自然生态型的鉴定,筛选到了一个糖敏感性较低的生态型CS76205;进一步分析发现, Col-0和CS76205的F1代的糖敏感性处于Col-0和CS76205之间,偏向CS76205;Col-0×CS76205 F2群体的糖敏感性呈正态分布,通过二代测序对CS76205生态型和F2代的两个极端表型混合池进行全基因组重测序,在3号染色体定位到一个糖激活SAM活性相关的区域,位于2.520 Mb和3.715Mb之间,利用生物信息学的手段对该关联区域进行注释,筛选出9个关键的候选基因。这为进一步克隆该位点基因、揭示该基因功能及其和TOR之间的关系奠定基础。