《擬南芥KD616基因對雌配子體和胚胎髮育的影響》是依託中國農業大學，由陳立群擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：擬南芥KD616基因對雌配子體和胚胎髮育的影響
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：陳立群
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
雌配子體和胚胎髮育是被子植物有性生殖和形態建成過程中的重要環節，也是農作物生產籽實所必需的。我們課題組已有的研究結果顯示模式植物擬南芥一個未知功能的單拷貝基因KD616在雌配子體和胚胎的發育過程中起重要作用。初步的分子生物學和遺傳學分析結果表明，KD616基因在雌配子體和胚胎中均有表達，Ds轉座子插入突變導致部分雌配子體發育異常，純合體胚胎致死。等位突變分析和互補實驗結果顯示Ds插入到該基因的兩個不同部位引起的突變具有相同的表型，初步證明了KD616基因參與調控植物雌配子體和胚胎的發育。因此，我們將在本項目中利用各種解剖學、細胞生物學和分子生物學技術和手段，揭示KD616基因的功能，闡明其生物學、生物化學功能及調控機制。研究結果對了解植物細胞生長發育的基因調控機制具有重要意義。
結題摘要
胚胎髮育是高等植物孢子體發育的起始階段，為植物孢子體發育奠定了組織和結構基礎。植物胚胎髮育過程受到相關基因的嚴格調控。越來越多的研究表明植物胚胎髮育過程的調控體系複雜而精細，僅在擬南芥中就有超過500個基因參與胚胎髮育的調控。我們對植物胚胎髮育的調控網路仍然知之甚少，尚需更多的研究工作來揭示植物胚胎髮育的調控機制。本工作對通過TAIL-PCR鑑定到的KD616基因的兩個Ds插入突變體kd616和sgt4172進行了詳細的遺傳分析和表型分析，證明兩個突變體都為胚胎純合致死型突變體，並不影響雌配子體的發育。kd616停滯於2細胞胚體期，sgt4172停滯於球形胚期。KD616基因的全長基因組序列和全長CDS序列都能使突變性狀得到恢復，證明kd616突變體的胚胎致死表型是由KD616基因上的Ds插入突變引起的，說明KD616基因在植物胚胎髮育中起到重要作用。生物信息學分析顯示KD616基因編碼一個未知功能的蛋白，在其C端具有armadillo repeat domain, 為典型的ARM蛋白，在擬南芥基因組中只有一個拷貝。KD616和動物ARM類蛋白ataxin 10有一定相似性。Native gel, BiFC (bimolecular fluorescence complementation) 和LCI (luciferase complementation imaging) 等實驗結果顯示KD616蛋白可能形成同源三聚體。GFP融合蛋白的亞細胞定位分析顯示KD616定位於細胞核和胞質中。通過GUS組織化學分析，顯示KD616基因為組成型表達，並在細胞分裂旺盛的組織表達量較高，例如根尖和胚胎。 已篩選到一個可能的KD616互作蛋白JAB1, BiFC和LCI實驗結果進一步證明KD616可以與JAB1相互作用。但是JAB1是否調控植物胚胎髮育以及KD616是否參與到已知的JAB1的信號通路中這些問題還都未有答案，相關的研究工作正在進行中。 本項目的研究結果顯示KD616基因在植物胚胎髮育中起重要作用，豐富了植物胚胎髮育的調控網路，也為進一步深入了解KD616基因的功能奠定了基礎。
