《GAT介導的植物株型形成的調控機理研究》是依託首都師範大學，由朱慧芬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：GAT介導的植物株型形成的調控機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朱慧芬
- 依託單位：首都師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高等植物的株型形成與植物形態/作物產量直接相關,長期以來，其分子遺傳基礎一直是植物生物學的研究熱點，2008年新的植物激素獨角金內酯（SL）的發現將該領域的研究變得更令人激動。申請人前期工作發現了一個表達水平受低氮抑制的基因GAT，其突變體與SL途徑上的max突變體表型相似，參與分枝調控，我們的前期結果表明GAT並不直接參與SL的合成，這可能暗示存在一條潛在的新的分枝調控途徑。在此基礎上，本項目擬利用分子生物學、細胞生物學、生物化學和蛋白組學等方法，以gat的多分枝表型為研究切入點，首先研究其表達模式和蛋白定位，進而深入研究GAT基因功能，通過酵母雙雜、基因晶片數據及蛋白組信息，獲得GAT可能的互作分子，探索調控植物株型的分子機制，為更進一步揭示擬南芥株型形成的調控網路提供新知識，也可以為通過分子設計改良植物株型，提高作物產量提供新的思路。
結題摘要
高等植物的株型形成與植物形態/作物產量直接相關,本課題以一個具有多分枝表型的突變體gat入手，首先利用回交以及互補轉基因株系確認了該表型與GAT基因直接關聯；然後創製了帶有該基因啟動子指導下的GUS報告基因的轉基因植株，詳細分析了GAT基因的表達模式，結果發現在幼苗期，該基因表達於根及葉基部的特定細胞中，且呈現一種非常特異的表達模式，即在根中主要表達於成熟區的某些特定細胞中，並且呈現間隔不連續表達的特異表達模式；在葉基部表達於蓮座分枝的原初生長基細胞中；在成熟植株中，GAT 基因特異性地表達於花發育stage11到17期中，且與胚珠及角果中幼嫩的種子相關，暗示它可能在種子的成熟過程中發揮功能。構建了GAT1::GFP融合載體來分析GAT1的亞細胞定位，結果顯示GAT1在細胞質廣泛表達。同時，為了研究該基因參與調控植物分枝的分子機理，我們分別進行了轉錄組測序及酵母雙雜交實驗。轉錄組測序的結果顯示，在突變體中，有14個與激素相關的基因表達受到影響，並且通過Q-PCR進行驗證；酵母雙雜交的結果顯示GAT可以與BIM1，HSL1相互作用，隨後，進一步的結果顯示GAT1基因在bim1突變體的地上部分表達量較野生型表達量高4倍多；這些結果暗示GAT基因間接影響到激素相關的調控途經，進而調控分枝。綜上，本項目按計畫分別利用分子生物學、細胞生物學、生物化學等方法,以gat的多分枝表型為研究切入點, 進而深入研究GAT基因功能, 探索調控植物株型的分子機制,取得了很好的實驗結果，為更進一步揭示擬南芥株型形成的調控網路提供新知識,也可以為通過分子設計改良植物株型,提高作物產量提供新的思路。
