幹細胞調控基因WUSCHEL在雜交鵝掌楸體胚發生中的作用研究

《幹細胞調控基因WUSCHEL在雜交鵝掌楸體胚發生中的作用研究》是依託南京林業大學，由陳金慧擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：幹細胞調控基因WUSCHEL在雜交鵝掌楸體胚發生中的作用研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：陳金慧
• 依託單位：南京林業大學

中文摘要

體細胞胚胎髮生是木本植物快速高效繁殖的重要手段，了解體胚發生機理就能從細胞、分子水平對體胚發生進行調控，因此研究體胚發生的機理尤為重要。本研究以幹細胞調控基因WUS為切入點，以雜交鵝掌楸同步化體胚發生體系為材料，通過同源克隆獲得木本植物來源的WUS，利用擬南芥的完全喪失功能的突變體wus-1進行基因拯救試驗研究雜交鵝掌楸WUS基因功能；利用35S：WUS-GR轉化擬野生型擬南芥，以轉化材料建立體胚發生體系，研究WUS基因表達對擬南芥體胚發生能力的影響；通過RNA原位雜交和實時螢光定量PCR研究WUS在雜交鵝掌楸體胚發生過程中的時空表達，推測WUS在雜交鵝掌楸體胚發生中的作用；最後分別利用擬南芥和雜交鵝掌楸來源的WUS構建35S：WUS-GR表達載體轉化雜交鵝掌楸培養細胞和花器管，分析WUS基因的誘導表達與木本植物體胚發生能力的關係，研究WUS基因在木本植物體胚發生中的功能。

結題摘要

本項目以雜交鵝掌楸體細胞胚胎髮生體系為材料，進行了轉錄組測序和幹細胞調控基因的分子克隆及表達分析，建立了雜交鵝掌楸單細胞起源的遺傳轉化體系，對克隆的基因進行了初步的遺傳轉化。在研究中首先通過懸浮培養和分級篩選的方法建立了同步化發生的體胚發生體系，利用雜交鵝掌楸各個發育時期的體細胞胚進行了轉錄組測序，進行了序列的拼裝和生物信息學分析；獲得了幹細胞調控基因WUS基因家族WOX系列基因，進行了基因結構分析，構建了植物表達載體，利用擬南芥為材料進行了功能驗證；以雜交鵝掌楸體細胞胚胎髮生體系為材料，通過實時螢光定量PCR技術研究基因表達情況，推測各個基因在體胚發生中的功能,研究發現WOX2基因與體胚發生密切相關，WOX5與根及莖的發育相關；以GUS基因為報告建立了雜交鵝掌楸單細胞起源的遺傳轉化體系，以雜交鵝掌楸胚性細胞為材料，利用WOX2基因進行單細胞的遺傳轉化，探索其在林木體胚發生中的作用。為配合項目研究，深入了解植物幹細胞基因調控網路，本研究還以擬南芥為材料，篩選到莖尖分生組織標記基因CLV3異常表達突變體2-132（AP2）和1-64（AGO1）。表達分析表明兩個突變體中的WUS基因表達也發生了異常，說明AP2和AGO1均參與WUS的表達調控。現已獲得雜交鵝掌楸LhAP2並構建植物表達載體，利用擬南芥進行功能驗證。在項目計畫的資助下，共發表論文10篇，其中SCI論文4篇，中文論文6篇（包括接受發表2篇），培養碩士研究生6名，其中3名已畢業，在讀3名；培養博士研究生2名。