遗传发育所发现调控拟南芥分枝和种子角果发育的转录因子

中国教育装备采购网2012-11-09 10:00围观1717次我要分享

  Dof转录因子家族是一类植物特有的转录因子家族,它们参与调控了多种生长发育过程。在以前的研究中发现,大豆GmDOF4和GmDOF11可提高种子的脂肪酸含量并增加种子千粒重。本研究筛选了在拟南芥种子/花中高表达的Dof转录因子AtDOF4.2并进一步研究其功能。

  AtDOF4.2定位于细胞核。研究人员应用酵母和原生质体系统发现,AtDOF4.2具有转录激活活性,而且其中的TMD基序对于该活性是必需的。AtDOF4.2能结合具有AAAG核心元件的双链DNA序列,核心元件中任意碱基的突变会导致结合能力的丧失,侧翼序列能对结合能力产生影响。AtDOF4.2过表达植株表现为分枝增多的表型,TMD基序突变降低了转基因植物的分枝。上述表型可能是通过提高侧枝发育相关基因STM、TFL1和CYP83B1在转基因株系中的表达来实现的。AtDOF4.2过表达植株种子表皮细胞壁呈现坍塌状,细胞间的轮廓变的不明显。通过GC/MS测定发现,种子表皮细胞壁中的胶质含量大幅下降,胶质主要成分多糖总含量以及各组分相对含量都发生了明显变化。细胞壁松弛相关基因AtEXPA9在转基因植物中表达量有明显提高,且AtDOF4.2能与AtEXPA9的启动子结合。dof4.2突变体没有分枝和种皮的变,化但其角果略长,单株植物种子产量增加。

  AtDOF4.4是AtDOF4.2的一个类似物,具有转录激活活性。其过表达也促进侧枝发育,但抑制角果长度及单株产量。AtDOF4.4的RNAi株系呈现角果增长单株产量增加。AtDOF4.2和AtDOF4.4表达都受到抑制的株系其表型与AtDOF4.4的RNAi株系类似。

  这些研究表明,AtDOF4.2和AtDOF4.4是调控植物分枝和种子/角果发育的重要因子。该研究对于揭示植物株型与产量的关系具有重要意义。

  相关论文于10月24日在线发表于Biochemical Journal (doi:10.1042/BJ20110060)。共同培养的学生邹洪峰和张玉芹是共同第一作者。周奕华课题组也参与了相关工作。

  该项研究得到973项目,转基因专项及国家自然科学基金资助。

来源:中国科学院

相关阅读