《磷脂酶FRPLC參與調控擬南芥生殖發育的機理的研究》是依託武漢大學，由吳燕擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：磷脂酶FRPLC參與調控擬南芥生殖發育的機理的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：吳燕
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
植物有性生殖發育的調控機制一直以來備受關注。人們對於參與植物生殖發育的相關基因的了解、特別是基因的作用與相關激素(如生長素)信號調節的關係知之甚少。我們通過對擬南芥磷脂酶FRPLC基因的缺失突變體frplc的分析，發現喪失FRPLC的功能會影響到擬南芥的育性；純合的frplc突變體喪失了結實的能力而雜合的frplc突變體卻能夠產生種子。通過對生殖器官發育的表型分析，發現 FRPLC基因表達與否不僅對花粉的發育產生影響，而且對胚囊的形成也起著至關重要的調節作用。磷脂酶C（PLC）作為磷脂代謝中的主要酶類之一，在信號傳導途徑中通過調節胞內鈣離子的水平起著舉足輕重的作用。迄今，鮮見有關磷脂酶C參與調控植物生殖發育的報導。本申請項目擬通過分析磷脂酶FRPLC與擬南芥生殖發育的關係，重點研究FRPLC在生殖發育過程中的功能，進而探討FRPLC參與激素（生長素）調控植物生殖發育的機理。
結題摘要
植物有性生殖發育的調控機制一直以來備受關注。人們對於參與植物生殖發育的相關基因的了解、特別是基因的作用與相關激素(如生長素)信號調節的關係知之甚少。我們通過研究認識到了磷脂酶C (PLC)在植物生殖發育中不可或缺的重要性。根據該PLC缺失突變體呈現出的不育表型，我們將之相應的基因稱為FRPLC (Fertility Related Phospholipase C)。純合 frplc/frplc 突變體的花器官發育、雄、雌配子體的發育明顯異常，如:花葯開裂不均勻，絨氈層降解不完全，花粉外壁增厚等。在雌配子體發育過程中，儘管大孢子母細胞經減數分裂能夠形成大孢子，但是大孢子的有絲分裂卻迷失極性，造成胚囊發育受阻。究其原因，我們檢測到 frplc/frplc 植株及其花序中的生長素水平較野生型中的明顯升高。強烈的DR5:GUS信號也呈現在 frplc/frplc 花葯中。在Stage12甚至到Stage14的花葯中，仍然呈現明顯的DR5:GUS信號，說明此時花葯中的生長素含量依然很高。強烈的DR5:GFP信號也出現在frplc/frplc胚珠中，集中分布於胚珠的珠孔端。生長素合成基因, 如YUCCA1，YUCCA2，YUCCA4，YUCCA6 和 YUCCA8 的表達水平在 frplc/frplc 花序中顯著增加，說明 frplc/frplc 植株中升高的生長素水平與升高的 YUCs 基因的表達密切相關。我們的研究結果證明，在植物中FRPLC參與了生長素的生物合成和信號傳遞，影響了植物的生殖發育。磷脂酶C作為磷脂代謝中的主要酶類之一，在信號傳導途徑中起著舉足輕重的作用。迄今，鮮見有關磷脂酶C參與調控植物生殖發育的報導。本研究通過分析磷脂酶FRPLC與擬南芥生殖發育的關係，揭示了FRPLC在生殖發育過程中的功能，探討了FRPLC參與生長素調控植物生殖發育的機理。植物的生殖發育正常與否直接關係著結實率的高低，關係到作物產量問題，即關係到國計民生和社會發展的迫切需求。本研究內容直接觸及到了如何提高我們對植物結實性認識的問題。為我們深入探討調控植物生殖發育的機制、提高作物產量的問題拓寬了思路，為雜交育種奠定了理論基礎。
