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WRKY转录因子在细胞外ATP调控拟南芥根系生长中的作用

作　者: 赵青
导　师: 尚忠林
学　校: 河北师范大学
专　业: 植物学
关键词: 细胞外ATP 主根拟南芥 WRKY转录因子
分类号: Q945
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

植物的根系既是植物固着生长、营养吸收和运输的重要器官，又是植物生长发育调控信号的重要来源之一，根系的生长发育可以对环境中各种物理和化学因素做出灵敏的反应。细胞外ATP（extracellular ATP，eATP）在根系生长发育中起调控作用，WRKY转录因子在植物生长发育以及抵御逆境中也发挥着重要作用。本文初步探索了WRKY转录因子在eATP调控根系生长过程中是否发挥作用及其可能的信号传递途径。首先，以野生型拟南芥（Col-0）为材料，进行基因芯片和real-time PCR分析，发现eATP处理后WRKY转录因子家族中某些成员的基因表达量显著升高，与细胞壁构建密切相关的扩展素基因和果胶酶基因表达量显著降低。以NADPH氧化酶的基因缺失突变体（rhd-2）和NO合成酶基因缺失突变体（Atnos1）为材料进行的检测结果显示，活性氧自由基（ROS）可能参与了eATP调控WRKY基因表达的过程，但是ROS未参与eATP对扩展素基因和果胶酶基因表达的诱导；NO未参与eATP调控WRKY、扩展素和果胶酶基因表达的过程。以野生型Col-0和WRKY基因缺失突变体为材料，在光照条件下，加入ATP处理后，野生型和突变体的主根长度都受到明显的抑制，突变体与野生型幼苗受抑制的程度没有显著差异。在黑暗条件下，ATP处理后野生型和突变体根长都受到明显抑制，突变体和野生型受抑制程度没有显著差异。ATP处理后将幼苗旋转90度，初步观察突变体和野生型的向重力弯曲程度，发现加入ATP后突变体和野生型向重力性弯曲都受到强烈的抑制，二者受抑制程度没有显著差异。上述结果显示，eATP刺激诱导WRKY转录因子表达的升高并没有调控与生长相关的扩展素和果胶酶基因的表达，对于eATP调控根系生长发育和向重力性生长的过程贡献不明显。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
第一章综述  11-24
  1．植物根系生长发育调控与信号转导机制  11-16
    1.1 根系的生长发育  11
    1.2 根系生长发育调控与细胞信号转导  11-16
      1.2.1 影响根系生长发育的因素  11-14
      1.2.2 根细胞对于外界刺激的感受及胞内信号转导机制  14-15
      1.2.3 刺激诱导根产生的生理反应  15-16
  2．细胞外 ATP 信号的研究进展  16-19
    2.1 细胞外 ATP 的存在和动态变化  16-17
    2.2 细胞外 ATP 的生理功能  17-18
    2.3 细胞外 ATP 的信号转导途径  18-19
  3．WRKY 转录因子的研究进展  19-24
    3.1 WRKY 转录因子的结构  19-21
      3.1.1 WRKY 结构域  20
      3.1.2 W-box  20-21
    3.2 WRKY 转录因子的功能与表达调控  21-24
引言  24-25
第二章材料和方法  25-30
  1．实验材料  25
  2．实验试剂  25
  3．实验方法  25-30
    3.1 拟南芥的种植  25
    3.2 植物基因组 DNA 的提取  25-26
    3.3 RNA 的提取  26-27
      3.3.1 RNA 的提取  26
      3.3.2 去除基因组 DNA  26
      3.3.3 RNA 的质量鉴定和浓度测定  26-27
    3.4 突变体筛选  27-28
      3.4.1 引物合成  27
      3.4.2 目的基因的扩增  27
      3.4.3 DNA 琼脂糖电泳  27-28
    3.5 突变体转录本鉴定  28-29
      3.5.1 单链 cDNA 的合成  28
      3.5.2 RT-PCR 检测基因转录本  28-29
    3.6 定量 PCR  29
    3.7 拟南芥根生长指标的测量  29-30
第三章结果与分析  30-47
  1． eATP 对于拟南芥幼苗根细胞中基因表达模式的影响  30-32
  2． eATP 影响基因表达的信号转导途径  32-35
  3． ATP 处理对 WRKY40 和 WRKY46 基因表达的影响  35-36
  4． ATP 处理对 WRKY11、WRKY26 和 WRKY33 基因表达的影响  36-37
  5． ATP 改变 WRKY 基因表达量的过程中乙烯的作用  37-39
  6． WRKY46 基因在 eATP 调控植物生长发育过程中的作用  39-47
    6.1 WRKY46 基因 T-DNA 插入突变体的鉴定  39-41
      6.1.1 WRKY46 基因 T-DNA 插入突变体 DNA 水平鉴定  39-40
      6.1.2 WRKY46 基因 T-DNA 插入突变体转录本水平鉴定  40-41
    6.2 WRKY 基因的生理功能  41-47
      6.2.1 WRKY 基因在 ATP 影响拟南芥根生长中的作用  41-43
      6.2.2 黑暗条件下 WRKY 基因在 ATP 影响拟南芥根生长中的作用.33  43-44
      6.2.3 WRKY 基因在 ATP 影响拟南芥根向重力生长中的作用  44-47
第四章结果讨论  47-50
  1 eATP 对于拟南芥幼苗根细胞中 WRKY 基因表达的影响  47-48
  2 乙烯及其信号转导组分未参与 ATP 调控 WRKY 表达的过程  48-49
  3 WRKY 在 ATP 调控根生长中的作用  49-50
参考文献  50-61
致谢  61

WRKY转录因子在细胞外ATP调控拟南芥根系生长中的作用

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