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拟南芥谷氧还蛋白GRXC9负调控叶片大小

花匠小妙招
2026-04-19 08:09

黄淦

王潇

金学锋

王小菁

王亚琴*

,
华南师范大学生命科学学院, 广东省植物发育生物工程重点实验室, 广州 510631

Huang Gan

Wang Xiao

Jin Xuefeng

Wang Xiaojing

Wang Yaqin*

Guangdong Provincial Key Laboratory of Biotechnology for Plant Development, School of Life Sciences, South China Normal University, Guangzhou 510631, China

引用本文

黄淦

王潇

金学锋

王小菁

王亚琴

. 拟南芥谷氧还蛋白GRXC9负调控叶片大小. , 2017, 52(5): 550-559

贡献者

* 通讯作者。E-mail: yqwang@scut.edu.cn

基金资助

广东省科技计划(No.2015B020231009, No.2015B020202007, No.2016A020208013, No.2015A020209156)

;
接受日期:2016-11-4接受日期:2017-03-6网络出版日期:2017-09-1
-->Copyright
2017《植物学报》编辑部

Contributors

* Author for correspondence. E-mail: yqwang@scut.edu.cn

History
Received:Accepted:Online:

摘要:

谷氧还蛋白(GRX)是一类以CXXC/S基序为活性位点的小分子热稳定蛋白, 参与多种谷胱甘肽依赖的氧化还原反应。通过对该家族的GRXC9基因进行克隆、表达、亚细胞定位及功能分析, 结果表明, GRXC9基因表达无组织特异性, 在拟南芥(Arabidopsis thaliana)的根、茎、叶、花和角果中均能表达, 此结果与GUS显色结果基本一致。GRXC9-GFP定位于细胞质和细胞核中, 过表达GRXC9的株系叶片明显小于野生型; 进一步观察发现, 其叶片栅栏细胞明显变小, 而细胞总数与野生型差距不大。叶片大小相关基因的表达分析结果表明, 过表达株系中AN、LNG1和LNG2的表达量明显下降, 说明GRXC9可能通过抑制这些基因的表达从而导致叶片短小。综上所述, GRXC9可能在调控叶片发育方面发挥关键作用。

关键词:

谷氧还蛋白

;

GRXC9

;

叶片大小

;

负调控

Abstract:

Glutaredoxin (GRX), a kind of small molecule and heat-stable protein with a CXXC/S motif as an active site, is involved in a variety of glutathione-dependent redox reactions. In this study, we performed cloning and expression, subcellular localization and functional analysis of GRXC9. GRXC9 could be detected in tissues and organs such as root, stem, leaf, flower and silique, which was consistent with GUS assay. GRXC9-GFP was localized in the nucleus and cytoplasm. GRXC9 overexpression lines showed smaller leaves than the wild type, and further observations showed smaller palisade cells in overexpression lines than the wild type, but the total number of cells was similar. The expression of the leaf size-related genes AN, LNG1 and LNG2 was significantly decreased in overexpression lines, so GRXC9 plays a negative role by inhibiting their expression and inducing small leaves. Taken together, GRXC9 may play a crucial role in regulating leaf development.

Key words:

glutaredoxin

;

GRXC9

;

leaf size

;

negative regulation

谷氧还蛋白(glutaredoxin, GRX)是一类谷胱甘肽(glutathione, GSH)依赖的氧化还原酶, 最早被发现可恢复大肠杆菌硫氧还蛋白(TRX)突变体的生长发育, 且在二硫键形成过程中能循环催化核苷酸还原酶(Holmgren, 1976, 1979a, 1979b)。研究表明, GRX在人类健康、菌类及植物中均发挥重要作用(Holm- gren, 1976; Lillig et al., 2008)。拟南芥(Arabidopsis thaliana)中GRX家族成员共有31个(Rouhier et al., 2006)。根据它们的活性位点序列可分为3类, 即CP- YC型、CGFS型和CC型。其中CC型也被称作ROXY型, 主要存在于高等植物中。拟南芥中大多数GRX (21个)为CC类型(Rouhier et al., 2008), 此外, 6个为CPYC型, 4个为CGFS型(Meyer et al., 2009)。

拟南芥GRX家族的很多基因已被广泛研究, 它们在植物发育、激素信号途径以及抗逆反应等多个方面发挥重要作用。GRXC7/ROXY1基因参与花瓣的发育, 其突变体表现出花瓣和花原基异常的表型(Xing et al., 2005)。GRXC8/ROXY2与GRXC7功能冗余, 且其可与TGA因子互作参与花药的发育(Murmu et al., 2010)。表型观察发现, roxy1和roxy2单突变体花药发育正常, roxy1/roxy2双突变体花药发育存在缺陷。Ndamukong等(2007)的研究表明, GRXC9可与TGA转录因子互作, 受水杨酸(SA)诱导, 抑制茉莉酸(JA)途径的转录因子PDF1.2的转录, 推测GRXC9可能参与激素SA/JA的信号调控网络。之后, Zander等(2012)报道GRXC9与TGA因子互作能抑制JA/ET (乙烯)诱导的信号通路; 通过GRXC9的异位表达, 他们发现其负调控JA/ET信号途径的基因表达, 但具体机制还不十分清楚。GRXS13参与抗光氧化胁迫, 过表达GRXS13的植株在MV和高光处理后损伤程度比野生型有所减弱, 说明GRXS13的表达使ROS受到限制, 其可能参与拟南芥细胞内ROS的清除和抗光氧化的调控网络(Laporte et al., 2012)。GRXS14通过与CAX1的N端互作, 参与调控Ca2+的转运(Cheng and Hirschi, 2003)和氧化胁迫(Cheng et al., 2006)。Zhang等(2016)报道了棉铃虫中谷氧还蛋白HaGrx、 HaGrx3和HaGrx5受不同温度胁迫及过氧化氢(H2O2)的诱导; 进一步检测发现, 敲减植株中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸和总谷胱甘肽(total GSH)等含量升高, 说明HaGrx、HaGrx3和HaGrx5具有抗氧化防御的功能。另外, Verma等(2016)发现水稻(Oryza sativa)中谷氧还蛋白OsGrx_C7以及OsGrx_C2.1对重金属砷敏感, 转化拟南芥的过表达植株表现出对砷的抗性增强, 说明在谷氧还蛋白家族中有些基因参与砷胁迫应答反应。

谷氧还蛋白家族基因在植物发育方面的作用已有报道, 但在植物叶片形态大小方面的研究尚少。叶片形成需要经历形态发生和组织分化两个重要过程(Bar and Ori, 2015)。叶片器官形态发生可分为3个阶段: 起始阶段、叶片极性的建立和细胞扩张(Tsukaya, 2005, 2006)。这3个阶段受不同基因的调控(Byrne, 2005; Barkoulas et al., 2007)。AN3/AtGIF1和At- GRF5的功能缺失突变体出现窄叶表型, 该表型由叶片细胞数目变少引起(Kim and Kende, 2004; Horigu- chi et al., 2005)。与野生型相比, 过表达AN3和AtGRF5的植株叶片明显变大20%-30% (Horiguchi et al., 2005)。在细胞扩张阶段, ROT3和ROT4基因参与调控叶片长度, rot3突变体表现出叶片发育畸形, ROT3过表达植株表现出叶片变长, 但宽度没有变化(Tsuge et al., 1996; Kim et al., 1998)。ROT4基因编码膜结合的短肽, 其突变体的表型与rot3类似, 但叶片短小是由细胞增殖减少引起(Narita et al., 2004)。LNG1和LNG2也参与调控叶片长度, 其突变体叶片短小(Lee et al., 2006)。还有一些基因, 如AN蛋白基因参与叶片细胞的扩张(Folkers et al., 2002); SPIK- E1参与细胞骨架的构建, 最终决定细胞的形状和组织发育(Qiu et al., 2002)。AN、SPIKE1、AN3、AtGIF1和AtHB13都参与调控叶片宽度, 且突变体叶片宽度都比较小(Hanson et al., 2001; Folkers et al., 2002; Kim et al., 2002; Qiu et al., 2002; Kim and Kende, 2004)。

前人的研究表明, 拟南芥谷氧还蛋白GRXC9基因参与激素SA/JA和JA/ET的信号调控网络(Ndamu- kong et al., 2007; Zander et al., 2012; Herrera- Vásquez et al., 2015)。本研究通过探讨GRX的时空表达模式、亚细胞定位及对植物生长发育的调控, 发现其具有负调控叶片大小的功能。研究结果丰富了人们对GRXC9基因功能的认识, 拓宽了谷氧还蛋白家族在植物叶片发育方面的研究价值。

1 材料与方法1.1 实验材料以拟南芥(Arabidopsis thaliana L.) Columbia-0 (Col- 0)生态型和grxc9突变体(SAIL_435_B09.v1)为实验材料, 其中突变体购自拟南芥生物资源中心(Arabi- dopsis Biological Research Center, Ohio State Uni- versity, USA)。先将种子用70%乙醇清洗30秒, 用10%次氯酸钠消毒15分钟, 再用无菌水冲洗3-5次, 之后播种于1/2MS培养基上。4°C黑暗保湿冷藏3天打破休眠, 然后置于22°C、相对湿度50%、光周期为16小时光照/8小时黑暗的无菌室中培养。1周后移植至土壤中, 在相同条件下培养。

1.2 RNA提取和反转录采用Trizol法(Trizol Reagent, TaKaRa)提取样品总RNA, 并用DNase I (TaKaRa)去除基因组DNA。按照SuperScript III反转录酶(Invitrogen)使用说明书合成第1链cDNA, 作为后续载体构建及RT-PCR检测的模板。

1.3 基因表达水平分析选取长日照条件下培养10天植株的根、35天植株的莲座叶和45天植株的茎生叶、茎、花及角果等, 检测GRXC9基因的表达情况。选取野生型与过表达植株的第5片莲座叶用于检测叶片大小相关基因AN、ROT3、LNG1和LNG2的表达情况。首先提取RNA并进行反转录, 然后以cDNA为模板检测各基因的表达水平。相关引物见表1。PCR反应程序为: 94°C预变性3分钟; 94°C30秒, 58°C30秒, 72°C30秒, 25-35个循环; 72°C延伸10分钟。PCR产物在1.5%琼脂糖凝胶中进行电泳(3-5 V·cm-1), 使用凝胶成像系统分析结果并拍照。实验重复3次。以ACTIN为内参对目标基因进行相对定量。
表1
Table 1
表1
表1 引物序列 Table 1 The sequences of primers

Primer namePrimer sequences (5'-3')GRXC9-FAACGATTTCTTGCCCGGGTTATGCAAGGGRXC9-RGGATCCTCACAACCACAGAGCCCCAACTLBGCCTTTTCAGAAATGGATAAATAGCCTT-
GCTTCCGRXC9-LPGGAAGAAATGGGTGACATGAGGRXC9-RPTCTTGCACAAGAAATCGTTCCROT3-FAGATTTCGTCAGCGGAAAGAROT3-RCCAAAGGGTGTGAAGCAAATLNG1-FATGGAGAAGACGCAGCATTLNG1-RGACTGCTTCTCGAACCCAAGLNG2-FGAAGGAAGAGGAGCGGCTATLNG2-RCCGCTTCTGAATTTCACCATAN-FAAACCTGGGGCTTTTCTTGTAN-RCCTGTTGCCTACTGGTGGATACTIN-FCTACGAGCAGGAACTCGAGAACTIN-RGATGGACCTGACTCGTCATAC

表1
引物序列
Table 1
The sequences of primers

1.4 表达载体的构建根据GRXC9的编码序列(CDS)以及酶切信息, 分别选取合适的酶切位点设计引物。用TOYOBO公司高保真酶KOD-plus-neo进行GRXC9基因扩增, 回收获得目的片段。按照TaKaRa公司的pMD18-T Vector试剂盒使用说明书进行操作, 将目的片段与T载体连接并转化大肠杆菌感受态, 于37°C培养12-16小时, 经PCR检测挑取阳性菌落送华大基因公司测序。将上述测序正确的T质粒和相应载体进行酶切, 经连接及酶切鉴定后成功构建GUS融合表达载体、GFP融合表达载体和35S过表达载体。

1.5 GUS组织化学显色取各生长阶段的转基因植株或器官浸入1 mmol·L-1 X-Gluc溶液中, 37°C黑暗条件下反应0.5-24小时至蓝色出现, 用70%乙醇脱色至材料透明。制片后在显微镜下(10×10倍)观察显色结果并拍照。

1.6 亚细胞定位根据Yoo等(2007)描述的方法, 提取拟南芥叶片原生质体并转化。在共聚焦显微镜下(LSM510, CarlZeiss, Germany)观察p35S::GRXC9:GFP和p35S:GFP叶片原生质体中的GFP荧光信号。使用LSM 5 Image Browse软件处理并保存图片。

1.7 过表达转基因植株的获得与表型观察采用热激法将构建好的过表达载体导入农杆菌EHA105感受态。然后, 采用农杆菌介导的花粉管导入法(floral-dip) (Clough and Bent, 1998)转化拟南芥野生型植株。经卡那霉素抗性筛选后获得转基因纯合株系, 将其与同一批收获的野生型种子播种在同一个MS培养基平板上, 在相同的培养环境中观察表型。

1.8 微分干涉差显微镜观察叶片细胞待植株长到28天, 取3种基因型植株(突变体、野生型和过表达植株)的第5片莲座叶(n>10), 用固定液(乙醇醋酸比=3:1 (v/v))处理2-4小时, 之后用70%乙醇和无水乙醇脱色, 置于5 mol·L-1 NaOH溶液中, 60°C处理2小时使叶片透明干净, 然后在微分干涉差显微镜(DM2500, Zeiss, Germany)下对叶片中部近轴端相同部位的表皮和栅栏细胞进行观察。

2 结果与讨论2.1 GRXC9基因在不同组织器官中的表达选取长日照条件下培养10天幼苗的根、35天植株的莲座叶、45天植株的茎生叶、茎、花和幼嫩角果等器官提取RNA, 通过RT-PCR检测不同组织器官中GRX- C9基因的表达水平。结果表明, GRXC9基因在所选取的组织部位均有表达, 属于组成型表达, 但在花中的表达明显弱于其它部位(图1A)。
图1

https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-5-550/img_1.png图1 拟南芥GRXC9的组织表达特性 (A) GRXC9在不同组织中的表达情况(以ACTIN为内参; PCR反应循环数标注在图片右侧); (B)-(G) GRXC9的组织化学定位((B) 子叶期(Bar=1 mm); (C) 四叶期(Bar=1 mm); (D) 根(Bar=0.1 mm); (E) 莲座叶; (F) 茎生叶; (G) 花)。(E)-(G) Bar=1 mm Figure 1 Tissue-specific expression of GRXC9 in Arabi- dopsis thaliana (A) Expression level of GRXC9 in root, stem, rosette leaf, stem leaf, flower and silique (ACTIN was used as internal reference; The number of PCR cycle was listed on the right of the images); (B)-(G) Histochemical localization of GUS activity directed by GRXC9::GUS fusions ((B) Cotyledon stage (Bar=1 mm); (C) Four-leaf stage (Bar=1 mm); (D) Root (Bar=0.1 mm); (E) Rosette leaf; (F) Stem leaf; (G) Flower). (E)-(G) Bar=1 mm

Figure 1

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图1
拟南芥GRXC9的组织表达特性
(A) GRXC9在不同组织中的表达情况(以ACTIN为内参; PCR反应循环数标注在图片右侧); (B)-(G) GRXC9的组织化学定位((B) 子叶期(Bar=1 mm); (C) 四叶期(Bar=1 mm); (D) 根(Bar=0.1 mm); (E) 莲座叶; (F) 茎生叶; (G) 花)。(E)-(G) Bar=1 mm
Figure 1
Tissue-specific expression of GRXC9 in Arabi- dopsis thaliana
(A) Expression level of GRXC9 in root, stem, rosette leaf, stem leaf, flower and silique (ACTIN was used as internal reference; The number of PCR cycle was listed on the right of the images); (B)-(G) Histochemical localization of GUS activity directed by GRXC9::GUS fusions ((B) Cotyledon stage (Bar=1 mm); (C) Four-leaf stage (Bar=1 mm); (D) Root (Bar=0.1 mm); (E) Rosette leaf; (F) Stem leaf; (G) Flower). (E)-(G) Bar=1 mm

为进一步直观地反映GRXC9在不同组织器官中的表达情况, 对GRXC9::GUS转基因材料进行GUS组织化学显色, 结果与RT-PCR检测(图1A)相一致。在萌发初期的幼苗(图1B, C)、成熟期植株的根(图1D)、莲座叶和茎生叶中(图1E, F)均有蓝色显现。需要指出的是, 在拟南芥花中蓝色产物仅出现在花丝和花药中(图1G), 而花瓣其它部位并未发现。

2.2 GRXC9蛋白的亚细胞定位为确定GRXC9蛋白在细胞中的分布, 构建了GRXC9- GFP蛋白融合表达载体(图2A), 采用转化原生质体瞬时表达该融合蛋白, 确定其亚细胞定位。结果显示, 在细胞核和细胞质中均出现荧光信号(图2B), 说明GRXC9蛋白主要定位于细胞核和细胞质中。
图2

https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-5-550/img_2.png图2 拟南芥GRXC9的亚细胞定位 (A) p35S::GRXC9-GFP载体结构; (B) GRXC9和GFP的亚细胞共定位(GFP表示GFP荧光信号; Bright field表示明场; DAPI表示DAPI染色荧光信号; Merge表示整合后的图片) (Bar=10 μm)。 Figure 2 Subcellular localization of GRXC9 of Arabidop- sis thaliana (A) Schematic representation of the p35S::GRXC9-GFP construct; (B) Co-localization of GFP fused to GRXC9 (GFP indicates confocal images under the GFP channel; Bright field indicates confocal images of the same cells with transmitted light; DAPI indicates images under the DAPI channel; Merge indicates the merged images of GFP confocal images and transmitted light) (Bar=10 μm).

Figure 2

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图2
拟南芥GRXC9的亚细胞定位
(A) p35S::GRXC9-GFP载体结构; (B) GRXC9和GFP的亚细胞共定位(GFP表示GFP荧光信号; Bright field表示明场; DAPI表示DAPI染色荧光信号; Merge表示整合后的图片) (Bar=10 μm)。
Figure 2
Subcellular localization of GRXC9 of Arabidop- sis thaliana
(A) Schematic representation of the p35S::GRXC9-GFP construct; (B) Co-localization of GFP fused to GRXC9 (GFP indicates confocal images under the GFP channel; Bright field indicates confocal images of the same cells with transmitted light; DAPI indicates images under the DAPI channel; Merge indicates the merged images of GFP confocal images and transmitted light) (Bar=10 μm).

2.3 grxc9突变体纯合株系的鉴定从TAIR (The Arabidopsis Information Resource)和SALK研究院遗传分析实验室(Salk Institute Geno- mic Analysis Laboratory)购买的突变体grxc9 (种子编号: SAIL_435B09.v1)的插入位点在AT1G28480.1基因上游的启动子区域(图3A)。根据插入位点分别设计引物RP和LP, 结合GEBD (Genome Express Br- owser Server)提供的T-DNA筛选引物LB进行纯合体筛选(表1)。
图3

https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-5-550/img_3.png图3 拟南芥grxc9突变体的鉴定 (A) grxc9的T-DNA插入位点示意图; (B) grxc9纯合株系的三引物鉴定; (C) RT-PCR分析GRXC9在野生型和grxc9突变体中的表达 Figure 3 Molecular identification of Arabidopsis grxc9 mu- tant (A) T-DNA insertion sites in grxc9; (B) Identification of grxc9 using the three primer method; (C) Reverse trans- criptase PCR analysis of GRXC9 expression in WT and grxc9

Figure 3

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图3
拟南芥grxc9突变体的鉴定
(A) grxc9的T-DNA插入位点示意图; (B) grxc9纯合株系的三引物鉴定; (C) RT-PCR分析GRXC9在野生型和grxc9突变体中的表达
Figure 3
Molecular identification of Arabidopsis grxc9 mu- tant
(A) T-DNA insertion sites in grxc9; (B) Identification of grxc9 using the three primer method; (C) Reverse trans- criptase PCR analysis of GRXC9 expression in WT and grxc9

种子经表面消毒后播种于含Basta (浓度为1.7 mg·mL-1)的1/2MS固体培养基上。待幼苗长出8-10片真叶时, 剪取适量叶片, 提取DNA。使用三引物法鉴定纯合体(图3B)。RT-PCR分析结果显示, T-DNA插入使得该突变体中GRXC9基因表达量下降, 此突变体为敲减突变体(图3C)。

2.4 过表达GRXC9导致拟南芥叶片短小及叶片大小相关基因的表达前人的研究表明, 拟南芥谷氧还蛋白GRXC9基因参与激素SA/JA和JA/ET信号调控网络。基于此, 我们构建了35S:GRXC9表达载体, 以进一步探究GRXC9是否参与植物生长发育的调控。通过卡那霉素(Kanamy- cin, Kan)抗性筛选获得6株过表达植株。进一步的抗性筛选显示, 此6个株系的后代都出现3:1的分离比。T3代纯合株系的表达量检测结果显示, 6个株系中GRXC9表达量均明显高于野生型和突变体。选取其中表达量较高的2个株系(OE3和OE5)用于后续实验(图4A)。
图4

https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-5-550/img_4.png图4 拟南芥3种基因型植株的表型分析及叶片大小相关基因的表达 (A) 3种基因型中GRXC9基因的表达水平检测; (B) 3种基因型植株生长28天的表型观察(Bar=1 cm); (C) 3种基因型代表性叶片的比较(Bar=1 cm); (D)-(H) 不同株系叶片长(D)、宽(E)、叶面积(F)、叶柄(G)和叶片系数(H)的统计分析(数据为平均值±标准误, n> 10, *表示差异显著(P<0.05, t检验)); (I) 叶片大小相关基因的表达 Figure 4 Phenotypic analysis and expression level of leaf size related genes in three genotypes of Arabidopsis thaliana (A) Identification of GRXC9 gene expression in grxc9, 35S::GRXC9 and wild type; (B) The phenotype of three kinds of genotypes after 28 days grown under long-day conditions (Bar=1 cm); (C) The comparison of representative leaves among grxc9, 35S::GRXC9 and wild type (Bar=1 cm); (D)-(H) Statistical analysis of leaf blade length (D), width (E), area (F), leaf petiole length (G) and leaf index (H) among grxc9, two transgenic plants and wild type (Value=means±SE, n >10, * Student’s t-test significant difference compared with WT plants (P<0.05) ); (I) Expression level of leaf size related genes

Figure 4

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图4
拟南芥3种基因型植株的表型分析及叶片大小相关基因的表达
(A) 3种基因型中GRXC9基因的表达水平检测; (B) 3种基因型植株生长28天的表型观察(Bar=1 cm); (C) 3种基因型代表性叶片的比较(Bar=1 cm); (D)-(H) 不同株系叶片长(D)、宽(E)、叶面积(F)、叶柄(G)和叶片系数(H)的统计分析(数据为平均值±标准误, n> 10, *表示差异显著(P<0.05, t检验)); (I) 叶片大小相关基因的表达
Figure 4
Phenotypic analysis and expression level of leaf size related genes in three genotypes of Arabidopsis thaliana
(A) Identification of GRXC9 gene expression in grxc9, 35S::GRXC9 and wild type; (B) The phenotype of three kinds of genotypes after 28 days grown under long-day conditions (Bar=1 cm); (C) The comparison of representative leaves among grxc9, 35S::GRXC9 and wild type (Bar=1 cm); (D)-(H) Statistical analysis of leaf blade length (D), width (E), area (F), leaf petiole length (G) and leaf index (H) among grxc9, two transgenic plants and wild type (Value=means±SE, n >10, * Student’s t-test significant difference compared with WT plants (P<0.05) ); (I) Expression level of leaf size related genes

对生长28天的grxc9、Col-0和转基因植株(OE3和OE5)进行观察, 发现过表达植株的叶片明显小于野生型和突变体(图4B, C), 说明过表达GRXC9会导致拟南芥叶片短小。使用DIGIMIZER 3.2.1.0 (http://www.digimizer.com/)软件测定叶片的长度、宽度、叶柄长度及叶面积, 并计算叶片系数(长宽比), 结果如图4D-H所示。从图4可以看出, 过表达植株叶片的长、宽、叶面积和叶柄长度都低于野生型, 叶片系数接近1, 即叶片更趋于圆形, 表明GRXC9基因调控叶片的大小。然而, 野生型与突变体相比, 各参数差异不大, 可能是grxc9为敲减突变体的缘故(图4D-H)。
叶片形态建成后期主要是叶片细胞的扩张。在此阶段, 许多基因参与调控叶片伸展。因此我们选取调控叶片大小的AN、ROT3、LNG1和LNG2基因, 以生长28天的Col-0和转基因植株(OE3和OE5)为材料, 采用RT-PCR方法检测这些基因在野生型和过表达株系中的表达情况(图4I)。结果显示, AN、LNG1和LNG2在过表达株系中的表达量明显下降, 而ROT3表达量变化不大。说明GRXC9基因通过抑制AN、LNG1和LNG2的表达进而使叶片变短小。

2.5 表皮细胞和栅栏细胞的观察叶片细胞的大小和数目是决定叶片大小的2个主要因素。为了确定GRXC9导致叶片短小是源于前者还是后者, 我们选取生长28天不同基因型植株的第5片莲座叶近轴端的中部相同位置, 进行脱色和透明等处理, 之后在微分干涉差显微镜下观察表皮细胞(图5A-D)和栅栏细胞(图5E-H)。从图5可以看出, 过表达株系表皮细胞的排列比野生型紧密, 突变体与野生型相比差异不显著; 而栅栏细胞在过表达株系中明显比野生型和突变体小。
图5

https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-5-550/img_5.png图5 拟南芥3种基因型植株叶片的表皮细胞和栅栏细胞形态观察 (A)-(D) 3种基因型植株叶片的表皮细胞形态观察; (E)-(H) 3种基因型植株叶片的栅栏细胞形态观察; (I) 每0.25 mm2叶片栅栏细胞的数目统计; (J) 估算的叶片第1层栅栏细胞总数(数据为平均值±标准误, n >10, *表示差异显著(P<0.05, t检验)) Figure 5 Morphological characterization of epidermal cells and palisade cells in three genotypes of Arabidopsis thaliana (A)-(D) Morphological characterization of epidermal cells in grxc9, two transgenic plants and wild type; (E)-(H) Morphological characterization of palisade cells in grxc9, two transgenic plants and wild type; (I) The statistics of palisade cells in a 0.25 mm2 area of grxc9, two transgenic plants and wild type; (J) Based on average cell number per 0.25 mm2 area and leaf area, the total number of the first layer of palisade cells was estimated (Value=means±SE, n >10, * Student’s t-test significant difference compared with WT plants (P<0.05))

Figure 5

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图5
拟南芥3种基因型植株叶片的表皮细胞和栅栏细胞形态观察
(A)-(D) 3种基因型植株叶片的表皮细胞形态观察; (E)-(H) 3种基因型植株叶片的栅栏细胞形态观察; (I) 每0.25 mm2叶片栅栏细胞的数目统计; (J) 估算的叶片第1层栅栏细胞总数(数据为平均值±标准误, n >10, *表示差异显著(P<0.05, t检验))
Figure 5
Morphological characterization of epidermal cells and palisade cells in three genotypes of Arabidopsis thaliana
(A)-(D) Morphological characterization of epidermal cells in grxc9, two transgenic plants and wild type; (E)-(H) Morphological characterization of palisade cells in grxc9, two transgenic plants and wild type; (I) The statistics of palisade cells in a 0.25 mm2 area of grxc9, two transgenic plants and wild type; (J) Based on average cell number per 0.25 mm2 area and leaf area, the total number of the first layer of palisade cells was estimated (Value=means±SE, n >10, * Student’s t-test significant difference compared with WT plants (P<0.05))

为进一步明确3种基因型栅栏细胞出现差异的原因, 我们计算了相同视野中栅栏细胞的数目(图5I)。结果显示, 相同部位且相同面积的情况下, 过表达株系叶片的细胞数目明显多于野生型和突变体, 说明过表达株系叶片细胞的体积小。众所周知, 引起叶片大小变化的原因还可能是细胞数目不同, 为此我们又估算了3种基因型植株叶片第1层栅栏细胞的总数(图5J)。从图5可以看出, 3种基因型叶片的栅栏细胞总数差别不大, 过表达株系略高于野生型和突变体, 故认为GRXC9基因过表达株系叶片短小的主要原因是细胞的体积变小, 即该基因影响的是细胞体积的大小而不是细胞数目的多少。

2.6 讨论基因精确的时空表达是其正常行使功能的基础与前提, 基因在不同时间空间的表达差异暗示了其功能的不同。因此, 研究GRXC9基因的时空表达, 将为探明该基因的功能提供重要线索。目前, 对GRX基因家族表达部位的研究较少。已有的研究表明, CC型的RO- XY1 (GRXC7)基因在花序、根以及果荚中强烈表达, 而在茎叶中不表达(Xing et al., 2005)。 ROXY2 (GR- XC8)基因在花原基和分生组织中表达较少, 而在花药发育时期表达量最高, 这与其参与雄蕊发育的功能相对应(Xing and Zachgo, 2008)。GRXS14是组成型表达基因, 其在叶片、维管束、根、茎和花中均有表达, 但在叶片中的表达量最高(Cheng et al., 2006)。通过RT-PCR分析及构建GUS启动子融合表达载体两种手段, 我们研究了GRXC9的时空表达模式, 结果发现GRXC9基因的表达不具有组织特异性, 其在植物根、茎、叶、花和角果中均有表达, 且在花中的表达主要是花丝和花药部位, 暗示GRXC9基因可能参与雄蕊的生长发育。
前人运用基因组和表达序列数据库等手段, 对拟南芥GRX基因家族进行了研究, 发现GRX家族的很多基因参与了植物的生长发育过程(Lemaire, 2004; Rouhier et al., 2004; Xing et al., 2006)。本研究表明, GRXC9基因过表达株系叶片出现短小的表型, 且叶片短小的原因是由于叶片细胞体积变小。进一步检测叶片大小相关基因的表达情况, 发现过表达株系中AN、LNG1和LNG2的表达量明显下降。Tsuge等(1996)报道了AN基因通过调控特异的极性细胞伸长控制叶的形态。Kim等(2002)的研究发现, AN不仅控制叶细胞的极性伸长, 而且还可能通过调控细胞壁形成相关基因参与叶形态的调控。同时, AN是以一种非自主的模式控制细胞分裂(Bai et al., 2010)。Lee等(2006)报道了LNG1和LNG2基因突变体叶片短小, 两基因共同参与叶片长度的调控。GRXC9基因过表达株系叶片短小可能是通过抑制参与叶形态调控基因的表达实现。之前有报道显示, GRXC9参与SA、JA和ET等多种激素调控途径, 在植物对外界环境的响应中发挥作用, 但具体机制尚不清楚(Ndamukong et al., 2007; Zander et al., 2012; Herrera-Vásquez et al., 2015)。本研究表明, GRXC9可能通过影响AN、LNG1和LNG2等基因的表达参与叶片的发育, 但此过程是否与激素SA/JA和JA/ET的信号调控网络有关, 目前尚不明确。
植物器官的发育依赖于细胞的分裂、扩张及分化, 器官的最终大小由细胞数目和细胞大小决定(Mizu- kami, 2001; 李凌飞等, 2015)。细胞分裂在植物器官发育过程中起重要作用(Vernoux et al., 2000)。细胞周期调控因子CDKA和CycD3与一些基因(如拟南芥ANT基因)协同表达调控细胞分裂, 进而影响器官的发育(Mizukami and Fischer, 2000 )。细胞扩张与细胞分裂相比影响器官发育的方式更为复杂。植物细胞的最终大小与其倍性及核内复制相关, 但是具体分子机制尚不清楚(Kondorosi et al., 2000; Sugimoto- Shirasu and Roberts, 2003)。植物一些器官(尤其是叶片)的大小和形状由极性细胞的扩张决定。例如, 拟南芥an突变体叶片较窄、厚, 原因是决定叶片宽度的细胞扩张受损(Kim et al., 2002); 拟南芥rot3突变体呈现出叶片较宽的表型, 是由于决定叶片长度的细胞扩张受损(Kim et al., 1998)。此外, 细胞的伸长和扩张还受到赤霉素(GA)与油菜素内酯(BR)等多种激素的调控(Davies, 1995), 它们可能相互作用共同调控植物的器官发育和大小(Mizukami, 2001)。综上, GRXC9基因可能通过抑制控制细胞扩张的基因AN以及调控叶形态的基因LNG1和LNG2的表达使叶片短小, 对拟南芥叶片的发育起负调控作用。然而, GRXC9是否也受到GA和BR等多种激素的调控, 以及是否有上游转录因子对其功能进行调节等均有待进一步研究。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
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被引期刊影响因子

[1] 李凌飞, 彭建宗, 王小菁 (2015). 非洲菊微管相关蛋白基因GMAP65-1功能分析. 植物学报 50, 12-21.

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非洲菊微管相关蛋白基因GMAP65-1功能分析
1
2015

... 植物器官的发育依赖于细胞的分裂、扩张及分化, 器官的最终大小由细胞数目和细胞大小决定(

Mizu- kami, 2001

;

李凌飞等, 2015

).细胞分裂在植物器官发育过程中起重要作用(

Vernoux et al., 2000

).细胞周期调控因子CDKA和CycD3与一些基因(如拟南芥ANT基因)协同表达调控细胞分裂, 进而影响器官的发育(Mizukami and Fischer, 2000 ).细胞扩张与细胞分裂相比影响器官发育的方式更为复杂.植物细胞的最终大小与其倍性及核内复制相关, 但是具体分子机制尚不清楚(

Kondorosi et al., 2000

;

Sugimoto- Shirasu and Roberts, 2003

).植物一些器官(尤其是叶片)的大小和形状由极性细胞的扩张决定.例如, 拟南芥an突变体叶片较窄、厚, 原因是决定叶片宽度的细胞扩张受损(

Kim et al., 2002

); 拟南芥rot3突变体呈现出叶片较宽的表型, 是由于决定叶片长度的细胞扩张受损(

Kim et al., 1998

).此外, 细胞的伸长和扩张还受到赤霉素(GA)与油菜素内酯(BR)等多种激素的调控(

Davies, 1995

), 它们可能相互作用共同调控植物的器官发育和大小(

Mizukami, 2001

).综上, GRXC9基因可能通过抑制控制细胞扩张的基因AN以及调控叶形态的基因LNG1和LNG2的表达使叶片短小, 对拟南芥叶片的发育起负调控作用.然而, GRXC9是否也受到GA和BR等多种激素的调控, 以及是否有上游转录因子对其功能进行调节等均有待进一步研究. ...

1
2010

... 前人运用基因组和表达序列数据库等手段, 对拟南芥GRX基因家族进行了研究, 发现GRX家族的很多基因参与了植物的生长发育过程(

Lemaire, 2004

;

Rouhier et al., 2004

;

Xing et al., 2006

).本研究表明, GRXC9基因过表达株系叶片出现短小的表型, 且叶片短小的原因是由于叶片细胞体积变小.进一步检测叶片大小相关基因的表达情况, 发现过表达株系中AN、LNG1和LNG2的表达量明显下降.

Tsuge等(1996)

报道了AN基因通过调控特异的极性细胞伸长控制叶的形态.

Kim等(2002)

的研究发现, AN不仅控制叶细胞的极性伸长, 而且还可能通过调控细胞壁形成相关基因参与叶形态的调控.同时, AN是以一种非自主的模式控制细胞分裂(

Bai et al., 2010

Lee等(2006)

报道了LNG1和LNG2基因突变体叶片短小, 两基因共同参与叶片长度的调控.GRXC9基因过表达株系叶片短小可能是通过抑制参与叶形态调控基因的表达实现.之前有报道显示, GRXC9参与SA、JA和ET等多种激素调控途径, 在植物对外界环境的响应中发挥作用, 但具体机制尚不清楚(

Ndamukong et al., 2007

;

Zander et al., 2012

;

Herrera-Vásquez et al., 2015

).本研究表明, GRXC9可能通过影响AN、LNG1和LNG2等基因的表达参与叶片的发育, 但此过程是否与激素SA/JA和JA/ET的信号调控网络有关, 目前尚不明确. ...

1
2015

... 谷氧还蛋白家族基因在植物发育方面的作用已有报道, 但在植物叶片形态大小方面的研究尚少.叶片形成需要经历形态发生和组织分化两个重要过程(

Bar and Ori, 2015

).叶片器官形态发生可分为3个阶段: 起始阶段、叶片极性的建立和细胞扩张(

Tsukaya, 2005

2006

).这3个阶段受不同基因的调控(

Byrne, 2005

;

Barkoulas et al., 2007

).AN3/AtGIF1和At- GRF5的功能缺失突变体出现窄叶表型, 该表型由叶片细胞数目变少引起(

Kim and Kende, 2004

;

Horigu- chi et al., 2005

).与野生型相比, 过表达AN3和AtGRF5的植株叶片明显变大20%-30% (

Horiguchi et al., 2005

).在细胞扩张阶段, ROT3和ROT4基因参与调控叶片长度, rot3突变体表现出叶片发育畸形, ROT3过表达植株表现出叶片变长, 但宽度没有变化(

Tsuge et al., 1996

;

Kim et al., 1998

).ROT4基因编码膜结合的短肽, 其突变体的表型与rot3类似, 但叶片短小是由细胞增殖减少引起(

Narita et al., 2004

).LNG1和LNG2也参与调控叶片长度, 其突变体叶片短小(

Lee et al., 2006

).还有一些基因, 如AN蛋白基因参与叶片细胞的扩张(

Folkers et al., 2002

); SPIK- E1参与细胞骨架的构建, 最终决定细胞的形状和组织发育(

Qiu et al., 2002

).AN、SPIKE1、AN3、AtGIF1和AtHB13都参与调控叶片宽度, 且突变体叶片宽度都比较小(

Hanson et al., 2001

;

Folkers et al., 2002

;

Kim et al., 2002

;

Qiu et al., 2002

;

Kim and Kende, 2004

). ...

1
2007

... 谷氧还蛋白家族基因在植物发育方面的作用已有报道, 但在植物叶片形态大小方面的研究尚少.叶片形成需要经历形态发生和组织分化两个重要过程(

Bar and Ori, 2015

).叶片器官形态发生可分为3个阶段: 起始阶段、叶片极性的建立和细胞扩张(

Tsukaya, 2005

2006

).这3个阶段受不同基因的调控(

Byrne, 2005

;

Barkoulas et al., 2007

).AN3/AtGIF1和At- GRF5的功能缺失突变体出现窄叶表型, 该表型由叶片细胞数目变少引起(

Kim and Kende, 2004

;

Horigu- chi et al., 2005

).与野生型相比, 过表达AN3和AtGRF5的植株叶片明显变大20%-30% (

Horiguchi et al., 2005

).在细胞扩张阶段, ROT3和ROT4基因参与调控叶片长度, rot3突变体表现出叶片发育畸形, ROT3过表达植株表现出叶片变长, 但宽度没有变化(

Tsuge et al., 1996

;

Kim et al., 1998

).ROT4基因编码膜结合的短肽, 其突变体的表型与rot3类似, 但叶片短小是由细胞增殖减少引起(

Narita et al., 2004

).LNG1和LNG2也参与调控叶片长度, 其突变体叶片短小(

Lee et al., 2006

).还有一些基因, 如AN蛋白基因参与叶片细胞的扩张(

Folkers et al., 2002

); SPIK- E1参与细胞骨架的构建, 最终决定细胞的形状和组织发育(

Qiu et al., 2002

).AN、SPIKE1、AN3、AtGIF1和AtHB13都参与调控叶片宽度, 且突变体叶片宽度都比较小(

Hanson et al., 2001

;

Folkers et al., 2002

;

Kim et al., 2002

;

Qiu et al., 2002

;

Kim and Kende, 2004

). ...

1
2005

... 谷氧还蛋白家族基因在植物发育方面的作用已有报道, 但在植物叶片形态大小方面的研究尚少.叶片形成需要经历形态发生和组织分化两个重要过程(

Bar and Ori, 2015

).叶片器官形态发生可分为3个阶段: 起始阶段、叶片极性的建立和细胞扩张(

Tsukaya, 2005

2006

).这3个阶段受不同基因的调控(

Byrne, 2005

;

Barkoulas et al., 2007

).AN3/AtGIF1和At- GRF5的功能缺失突变体出现窄叶表型, 该表型由叶片细胞数目变少引起(

Kim and Kende, 2004

;

Horigu- chi et al., 2005

).与野生型相比, 过表达AN3和AtGRF5的植株叶片明显变大20%-30% (

Horiguchi et al., 2005

).在细胞扩张阶段, ROT3和ROT4基因参与调控叶片长度, rot3突变体表现出叶片发育畸形, ROT3过表达植株表现出叶片变长, 但宽度没有变化(

Tsuge et al., 1996

;

Kim et al., 1998

).ROT4基因编码膜结合的短肽, 其突变体的表型与rot3类似, 但叶片短小是由细胞增殖减少引起(

Narita et al., 2004

).LNG1和LNG2也参与调控叶片长度, 其突变体叶片短小(

Lee et al., 2006

).还有一些基因, 如AN蛋白基因参与叶片细胞的扩张(

Folkers et al., 2002

); SPIK- E1参与细胞骨架的构建, 最终决定细胞的形状和组织发育(

Qiu et al., 2002

).AN、SPIKE1、AN3、AtGIF1和AtHB13都参与调控叶片宽度, 且突变体叶片宽度都比较小(

Hanson et al., 2001

;

Folkers et al., 2002

;

Kim et al., 2002

;

Qiu et al., 2002

;

Kim and Kende, 2004

). ...

1
2003

... 拟南芥GRX家族的很多基因已被广泛研究, 它们在植物发育、激素信号途径以及抗逆反应等多个方面发挥重要作用.GRXC7/ROXY1基因参与花瓣的发育, 其突变体表现出花瓣和花原基异常的表型(

Xing et al., 2005

).GRXC8/ROXY2与GRXC7功能冗余, 且其可与TGA因子互作参与花药的发育(

Murmu et al., 2010

).表型观察发现, roxy1和roxy2单突变体花药发育正常, roxy1/roxy2双突变体花药发育存在缺陷.Ndamukong等(2007)的研究表明, GRXC9可与TGA转录因子互作, 受水杨酸(SA)诱导, 抑制茉莉酸(JA)途径的转录因子PDF1.2的转录, 推测GRXC9可能参与激素SA/JA的信号调控网络.之后, Zander等(2012)报道GRXC9与TGA因子互作能抑制JA/ET (乙烯)诱导的信号通路; 通过GRXC9的异位表达, 他们发现其负调控JA/ET信号途径的基因表达, 但具体机制还不十分清楚.GRXS13参与抗光氧化胁迫, 过表达GRXS13的植株在MV和高光处理后损伤程度比野生型有所减弱, 说明GRXS13的表达使ROS受到限制, 其可能参与拟南芥细胞内ROS的清除和抗光氧化的调控网络(

Laporte et al., 2012

).GRXS14通过与CAX1的N端互作, 参与调控Ca2+的转运(

Cheng and Hirschi, 2003

)和氧化胁迫(

Cheng et al., 2006

).Zhang等(2016)报道了棉铃虫中谷氧还蛋白HaGrx、 HaGrx3和HaGrx5受不同温度胁迫及过氧化氢(H2O2)的诱导; 进一步检测发现, 敲减植株中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸和总谷胱甘肽(total GSH)等含量升高, 说明HaGrx、HaGrx3和HaGrx5具有抗氧化防御的功能.另外,

Verma等(2016)

发现水稻(Oryza sativa)中谷氧还蛋白OsGrx_C7以及OsGrx_C2.1对重金属砷敏感, 转化拟南芥的过表达植株表现出对砷的抗性增强, 说明在谷氧还蛋白家族中有些基因参与砷胁迫应答反应. ...

2
2006

Xing et al., 2005

).GRXC8/ROXY2与GRXC7功能冗余, 且其可与TGA因子互作参与花药的发育(

Murmu et al., 2010

Laporte et al., 2012

).GRXS14通过与CAX1的N端互作, 参与调控Ca2+的转运(

Cheng and Hirschi, 2003

)和氧化胁迫(

Cheng et al., 2006

Verma等(2016)

发现水稻(Oryza sativa)中谷氧还蛋白OsGrx_C7以及OsGrx_C2.1对重金属砷敏感, 转化拟南芥的过表达植株表现出对砷的抗性增强, 说明在谷氧还蛋白家族中有些基因参与砷胁迫应答反应. ...
... 基因精确的时空表达是其正常行使功能的基础与前提, 基因在不同时间空间的表达差异暗示了其功能的不同.因此, 研究GRXC9基因的时空表达, 将为探明该基因的功能提供重要线索.目前, 对GRX基因家族表达部位的研究较少.已有的研究表明, CC型的RO- XY1 (GRXC7)基因在花序、根以及果荚中强烈表达, 而在茎叶中不表达(

Xing et al., 2005

). ROXY2 (GR- XC8)基因在花原基和分生组织中表达较少, 而在花药发育时期表达量最高, 这与其参与雄蕊发育的功能相对应(

Xing and Zachgo, 2008

).GRXS14是组成型表达基因, 其在叶片、维管束、根、茎和花中均有表达, 但在叶片中的表达量最高(

Cheng et al., 2006

).通过RT-PCR分析及构建GUS启动子融合表达载体两种手段, 我们研究了GRXC9的时空表达模式, 结果发现GRXC9基因的表达不具有组织特异性, 其在植物根、茎、叶、花和角果中均有表达, 且在花中的表达主要是花丝和花药部位, 暗示GRXC9基因可能参与雄蕊的生长发育. ...

1
1998

... 采用热激法将构建好的过表达载体导入农杆菌EHA105感受态.然后, 采用农杆菌介导的花粉管导入法(floral-dip) (

Clough and Bent, 1998

)转化拟南芥野生型植株.经卡那霉素抗性筛选后获得转基因纯合株系, 将其与同一批收获的野生型种子播种在同一个MS培养基平板上, 在相同的培养环境中观察表型. ...

1
1995

... 植物器官的发育依赖于细胞的分裂、扩张及分化, 器官的最终大小由细胞数目和细胞大小决定(

Mizu- kami, 2001

;

李凌飞等, 2015

).细胞分裂在植物器官发育过程中起重要作用(

Vernoux et al., 2000

Kondorosi et al., 2000

;

Sugimoto- Shirasu and Roberts, 2003

).植物一些器官(尤其是叶片)的大小和形状由极性细胞的扩张决定.例如, 拟南芥an突变体叶片较窄、厚, 原因是决定叶片宽度的细胞扩张受损(

Kim et al., 2002

); 拟南芥rot3突变体呈现出叶片较宽的表型, 是由于决定叶片长度的细胞扩张受损(

Kim et al., 1998

).此外, 细胞的伸长和扩张还受到赤霉素(GA)与油菜素内酯(BR)等多种激素的调控(

Davies, 1995

), 它们可能相互作用共同调控植物的器官发育和大小(

Mizukami, 2001

2
2002

... 谷氧还蛋白家族基因在植物发育方面的作用已有报道, 但在植物叶片形态大小方面的研究尚少.叶片形成需要经历形态发生和组织分化两个重要过程(

Bar and Ori, 2015

).叶片器官形态发生可分为3个阶段: 起始阶段、叶片极性的建立和细胞扩张(

Tsukaya, 2005

2006

).这3个阶段受不同基因的调控(

Byrne, 2005

;

Barkoulas et al., 2007

).AN3/AtGIF1和At- GRF5的功能缺失突变体出现窄叶表型, 该表型由叶片细胞数目变少引起(

Kim and Kende, 2004

;

Horigu- chi et al., 2005

).与野生型相比, 过表达AN3和AtGRF5的植株叶片明显变大20%-30% (

Horiguchi et al., 2005

).在细胞扩张阶段, ROT3和ROT4基因参与调控叶片长度, rot3突变体表现出叶片发育畸形, ROT3过表达植株表现出叶片变长, 但宽度没有变化(

Tsuge et al., 1996

;

Kim et al., 1998

).ROT4基因编码膜结合的短肽, 其突变体的表型与rot3类似, 但叶片短小是由细胞增殖减少引起(

Narita et al., 2004

).LNG1和LNG2也参与调控叶片长度, 其突变体叶片短小(

Lee et al., 2006

).还有一些基因, 如AN蛋白基因参与叶片细胞的扩张(

Folkers et al., 2002

); SPIK- E1参与细胞骨架的构建, 最终决定细胞的形状和组织发育(

Qiu et al., 2002

).AN、SPIKE1、AN3、AtGIF1和AtHB13都参与调控叶片宽度, 且突变体叶片宽度都比较小(

Hanson et al., 2001

;

Folkers et al., 2002

;

Kim et al., 2002

;

Qiu et al., 2002

;

Kim and Kende, 2004

). ...
... ;

Folkers et al., 2002

;

Kim et al., 2002

;

Qiu et al., 2002

;

Kim and Kende, 2004

). ...

1
2001

... 谷氧还蛋白家族基因在植物发育方面的作用已有报道, 但在植物叶片形态大小方面的研究尚少.叶片形成需要经历形态发生和组织分化两个重要过程(

Bar and Ori, 2015

).叶片器官形态发生可分为3个阶段: 起始阶段、叶片极性的建立和细胞扩张(

Tsukaya, 2005

2006

).这3个阶段受不同基因的调控(

Byrne, 2005

;

Barkoulas et al., 2007

).AN3/AtGIF1和At- GRF5的功能缺失突变体出现窄叶表型, 该表型由叶片细胞数目变少引起(

Kim and Kende, 2004

;

Horigu- chi et al., 2005

).与野生型相比, 过表达AN3和AtGRF5的植株叶片明显变大20%-30% (

Horiguchi et al., 2005

).在细胞扩张阶段, ROT3和ROT4基因参与调控叶片长度, rot3突变体表现出叶片发育畸形, ROT3过表达植株表现出叶片变长, 但宽度没有变化(

Tsuge et al., 1996

;

Kim et al., 1998

).ROT4基因编码膜结合的短肽, 其突变体的表型与rot3类似, 但叶片短小是由细胞增殖减少引起(

Narita et al., 2004

).LNG1和LNG2也参与调控叶片长度, 其突变体叶片短小(

Lee et al., 2006

).还有一些基因, 如AN蛋白基因参与叶片细胞的扩张(

Folkers et al., 2002

); SPIK- E1参与细胞骨架的构建, 最终决定细胞的形状和组织发育(

Qiu et al., 2002

).AN、SPIKE1、AN3、AtGIF1和AtHB13都参与调控叶片宽度, 且突变体叶片宽度都比较小(

Hanson et al., 2001

;

Folkers et al., 2002

;

Kim et al., 2002

;

Qiu et al., 2002

;

Kim and Kende, 2004

). ...

2
2015

... 前人的研究表明, 拟南芥谷氧还蛋白GRXC9基因参与激素SA/JA和JA/ET的信号调控网络(

Ndamu- kong et al., 2007

;

Zander et al., 2012

;

Herrera- Vásquez et al., 2015

).本研究通过探讨GRX的时空表达模式、亚细胞定位及对植物生长发育的调控, 发现其具有负调控叶片大小的功能.研究结果丰富了人们对GRXC9基因功能的认识, 拓宽了谷氧还蛋白家族在植物叶片发育方面的研究价值. ...
... 前人运用基因组和表达序列数据库等手段, 对拟南芥GRX基因家族进行了研究, 发现GRX家族的很多基因参与了植物的生长发育过程(

Lemaire, 2004

;

Rouhier et al., 2004

;

Xing et al., 2006

Tsuge等(1996)

报道了AN基因通过调控特异的极性细胞伸长控制叶的形态.

Kim等(2002)

的研究发现, AN不仅控制叶细胞的极性伸长, 而且还可能通过调控细胞壁形成相关基因参与叶形态的调控.同时, AN是以一种非自主的模式控制细胞分裂(

Bai et al., 2010

Lee等(2006)

Ndamukong et al., 2007

;

Zander et al., 2012

;

Herrera-Vásquez et al., 2015

).本研究表明, GRXC9可能通过影响AN、LNG1和LNG2等基因的表达参与叶片的发育, 但此过程是否与激素SA/JA和JA/ET的信号调控网络有关, 目前尚不明确. ...

2
1976

... 谷氧还蛋白(glutaredoxin, GRX)是一类谷胱甘肽(glutathione, GSH)依赖的氧化还原酶, 最早被发现可恢复大肠杆菌硫氧还蛋白(TRX)突变体的生长发育, 且在二硫键形成过程中能循环催化核苷酸还原酶(

Holmgren, 1976

1979a

1979b

).研究表明, GRX在人类健康、菌类及植物中均发挥重要作用(

Holm- gren, 1976

;

Lillig et al., 2008

).拟南芥(Arabidopsis thaliana)中GRX家族成员共有31个(

Rouhier et al., 2006

).根据它们的活性位点序列可分为3类, 即CP- YC型、CGFS型和CC型.其中CC型也被称作ROXY型, 主要存在于高等植物中.拟南芥中大多数GRX (21个)为CC类型(

Rouhier et al., 2008

), 此外, 6个为CPYC型, 4个为CGFS型(

Meyer et al., 2009

). ...
... ).研究表明, GRX在人类健康、菌类及植物中均发挥重要作用(

Holm- gren, 1976

;

Lillig et al., 2008

).拟南芥(Arabidopsis thaliana)中GRX家族成员共有31个(

Rouhier et al., 2006

).根据它们的活性位点序列可分为3类, 即CP- YC型、CGFS型和CC型.其中CC型也被称作ROXY型, 主要存在于高等植物中.拟南芥中大多数GRX (21个)为CC类型(

Rouhier et al., 2008

), 此外, 6个为CPYC型, 4个为CGFS型(

Meyer et al., 2009

). ...

1
1979

Holmgren, 1976

1979a

1979b

).研究表明, GRX在人类健康、菌类及植物中均发挥重要作用(

Holm- gren, 1976

;

Lillig et al., 2008

).拟南芥(Arabidopsis thaliana)中GRX家族成员共有31个(

Rouhier et al., 2006

).根据它们的活性位点序列可分为3类, 即CP- YC型、CGFS型和CC型.其中CC型也被称作ROXY型, 主要存在于高等植物中.拟南芥中大多数GRX (21个)为CC类型(

Rouhier et al., 2008

), 此外, 6个为CPYC型, 4个为CGFS型(

Meyer et al., 2009

). ...

1
1979

Holmgren, 1976

1979a

1979b

).研究表明, GRX在人类健康、菌类及植物中均发挥重要作用(

Holm- gren, 1976

;

Lillig et al., 2008

).拟南芥(Arabidopsis thaliana)中GRX家族成员共有31个(

Rouhier et al., 2006

).根据它们的活性位点序列可分为3类, 即CP- YC型、CGFS型和CC型.其中CC型也被称作ROXY型, 主要存在于高等植物中.拟南芥中大多数GRX (21个)为CC类型(

Rouhier et al., 2008

), 此外, 6个为CPYC型, 4个为CGFS型(

Meyer et al., 2009

). ...

2
2005

... 谷氧还蛋白家族基因在植物发育方面的作用已有报道, 但在植物叶片形态大小方面的研究尚少.叶片形成需要经历形态发生和组织分化两个重要过程(

Bar and Ori, 2015

).叶片器官形态发生可分为3个阶段: 起始阶段、叶片极性的建立和细胞扩张(

Tsukaya, 2005

2006

).这3个阶段受不同基因的调控(

Byrne, 2005

;

Barkoulas et al., 2007

).AN3/AtGIF1和At- GRF5的功能缺失突变体出现窄叶表型, 该表型由叶片细胞数目变少引起(

Kim and Kende, 2004

;

Horigu- chi et al., 2005

).与野生型相比, 过表达AN3和AtGRF5的植株叶片明显变大20%-30% (

Horiguchi et al., 2005

).在细胞扩张阶段, ROT3和ROT4基因参与调控叶片长度, rot3突变体表现出叶片发育畸形, ROT3过表达植株表现出叶片变长, 但宽度没有变化(

Tsuge et al., 1996

;

Kim et al., 1998

).ROT4基因编码膜结合的短肽, 其突变体的表型与rot3类似, 但叶片短小是由细胞增殖减少引起(

Narita et al., 2004

).LNG1和LNG2也参与调控叶片长度, 其突变体叶片短小(

Lee et al., 2006

).还有一些基因, 如AN蛋白基因参与叶片细胞的扩张(

Folkers et al., 2002

); SPIK- E1参与细胞骨架的构建, 最终决定细胞的形状和组织发育(

Qiu et al., 2002

).AN、SPIKE1、AN3、AtGIF1和AtHB13都参与调控叶片宽度, 且突变体叶片宽度都比较小(

Hanson et al., 2001

;

Folkers et al., 2002

;

Kim et al., 2002

;

Qiu et al., 2002

;

Kim and Kende, 2004

). ...
... 的植株叶片明显变大20%-30% (

Horiguchi et al., 2005

).在细胞扩张阶段, ROT3和ROT4基因参与调控叶片长度, rot3突变体表现出叶片发育畸形, ROT3过表达植株表现出叶片变长, 但宽度没有变化(

Tsuge et al., 1996

;

Kim et al., 1998

).ROT4基因编码膜结合的短肽, 其突变体的表型与rot3类似, 但叶片短小是由细胞增殖减少引起(

Narita et al., 2004

).LNG1和LNG2也参与调控叶片长度, 其突变体叶片短小(

Lee et al., 2006

).还有一些基因, 如AN蛋白基因参与叶片细胞的扩张(

Folkers et al., 2002

); SPIK- E1参与细胞骨架的构建, 最终决定细胞的形状和组织发育(

Qiu et al., 2002

).AN、SPIKE1、AN3、AtGIF1和AtHB13都参与调控叶片宽度, 且突变体叶片宽度都比较小(

Hanson et al., 2001

;

Folkers et al., 2002

;

Kim et al., 2002

;

Qiu et al., 2002

;

Kim and Kende, 2004

). ...

3
2002

... 谷氧还蛋白家族基因在植物发育方面的作用已有报道, 但在植物叶片形态大小方面的研究尚少.叶片形成需要经历形态发生和组织分化两个重要过程(

Bar and Ori, 2015

).叶片器官形态发生可分为3个阶段: 起始阶段、叶片极性的建立和细胞扩张(

Tsukaya, 2005

2006

).这3个阶段受不同基因的调控(

Byrne, 2005

;

Barkoulas et al., 2007

).AN3/AtGIF1和At- GRF5的功能缺失突变体出现窄叶表型, 该表型由叶片细胞数目变少引起(

Kim and Kende, 2004

;

Horigu- chi et al., 2005

).与野生型相比, 过表达AN3和AtGRF5的植株叶片明显变大20%-30% (

Horiguchi et al., 2005

).在细胞扩张阶段, ROT3和ROT4基因参与调控叶片长度, rot3突变体表现出叶片发育畸形, ROT3过表达植株表现出叶片变长, 但宽度没有变化(

Tsuge et al., 1996

;

Kim et al., 1998

).ROT4基因编码膜结合的短肽, 其突变体的表型与rot3类似, 但叶片短小是由细胞增殖减少引起(

Narita et al., 2004

).LNG1和LNG2也参与调控叶片长度, 其突变体叶片短小(

Lee et al., 2006

).还有一些基因, 如AN蛋白基因参与叶片细胞的扩张(

Folkers et al., 2002

); SPIK- E1参与细胞骨架的构建, 最终决定细胞的形状和组织发育(

Qiu et al., 2002

).AN、SPIKE1、AN3、AtGIF1和AtHB13都参与调控叶片宽度, 且突变体叶片宽度都比较小(

Hanson et al., 2001

;

Folkers et al., 2002

;

Kim et al., 2002

;

Qiu et al., 2002

;

Kim and Kende, 2004

). ...
... 前人运用基因组和表达序列数据库等手段, 对拟南芥GRX基因家族进行了研究, 发现GRX家族的很多基因参与了植物的生长发育过程(

Lemaire, 2004

;

Rouhier et al., 2004

;

Xing et al., 2006

Tsuge等(1996)

报道了AN基因通过调控特异的极性细胞伸长控制叶的形态.

Kim等(2002)

的研究发现, AN不仅控制叶细胞的极性伸长, 而且还可能通过调控细胞壁形成相关基因参与叶形态的调控.同时, AN是以一种非自主的模式控制细胞分裂(

Bai et al., 2010

Lee等(2006)

Ndamukong et al., 2007

;

Zander et al., 2012

;

Herrera-Vásquez et al., 2015

).本研究表明, GRXC9可能通过影响AN、LNG1和LNG2等基因的表达参与叶片的发育, 但此过程是否与激素SA/JA和JA/ET的信号调控网络有关, 目前尚不明确. ...
... 植物器官的发育依赖于细胞的分裂、扩张及分化, 器官的最终大小由细胞数目和细胞大小决定(

Mizu- kami, 2001

;

李凌飞等, 2015

).细胞分裂在植物器官发育过程中起重要作用(

Vernoux et al., 2000

Kondorosi et al., 2000

;

Sugimoto- Shirasu and Roberts, 2003

).植物一些器官(尤其是叶片)的大小和形状由极性细胞的扩张决定.例如, 拟南芥an突变体叶片较窄、厚, 原因是决定叶片宽度的细胞扩张受损(

Kim et al., 2002

); 拟南芥rot3突变体呈现出叶片较宽的表型, 是由于决定叶片长度的细胞扩张受损(

Kim et al., 1998

).此外, 细胞的伸长和扩张还受到赤霉素(GA)与油菜素内酯(BR)等多种激素的调控(

Davies, 1995

), 它们可能相互作用共同调控植物的器官发育和大小(

Mizukami, 2001

2
1998

... 谷氧还蛋白家族基因在植物发育方面的作用已有报道, 但在植物叶片形态大小方面的研究尚少.叶片形成需要经历形态发生和组织分化两个重要过程(

Bar and Ori, 2015

).叶片器官形态发生可分为3个阶段: 起始阶段、叶片极性的建立和细胞扩张(

Tsukaya, 2005

2006

).这3个阶段受不同基因的调控(

Byrne, 2005

;

Barkoulas et al., 2007

).AN3/AtGIF1和At- GRF5的功能缺失突变体出现窄叶表型, 该表型由叶片细胞数目变少引起(

Kim and Kende, 2004

;

Horigu- chi et al., 2005

).与野生型相比, 过表达AN3和AtGRF5的植株叶片明显变大20%-30% (

Horiguchi et al., 2005

).在细胞扩张阶段, ROT3和ROT4基因参与调控叶片长度, rot3突变体表现出叶片发育畸形, ROT3过表达植株表现出叶片变长, 但宽度没有变化(

Tsuge et al., 1996

;

Kim et al., 1998

).ROT4基因编码膜结合的短肽, 其突变体的表型与rot3类似, 但叶片短小是由细胞增殖减少引起(

Narita et al., 2004

).LNG1和LNG2也参与调控叶片长度, 其突变体叶片短小(

Lee et al., 2006

).还有一些基因, 如AN蛋白基因参与叶片细胞的扩张(

Folkers et al., 2002

); SPIK- E1参与细胞骨架的构建, 最终决定细胞的形状和组织发育(

Qiu et al., 2002

).AN、SPIKE1、AN3、AtGIF1和AtHB13都参与调控叶片宽度, 且突变体叶片宽度都比较小(

Hanson et al., 2001

;

Folkers et al., 2002

;

Kim et al., 2002

;

Qiu et al., 2002

;

Kim and Kende, 2004

). ...
... 植物器官的发育依赖于细胞的分裂、扩张及分化, 器官的最终大小由细胞数目和细胞大小决定(

Mizu- kami, 2001

;

李凌飞等, 2015

).细胞分裂在植物器官发育过程中起重要作用(

Vernoux et al., 2000

Kondorosi et al., 2000

;

Sugimoto- Shirasu and Roberts, 2003

).植物一些器官(尤其是叶片)的大小和形状由极性细胞的扩张决定.例如, 拟南芥an突变体叶片较窄、厚, 原因是决定叶片宽度的细胞扩张受损(

Kim et al., 2002

); 拟南芥rot3突变体呈现出叶片较宽的表型, 是由于决定叶片长度的细胞扩张受损(

Kim et al., 1998

).此外, 细胞的伸长和扩张还受到赤霉素(GA)与油菜素内酯(BR)等多种激素的调控(

Davies, 1995

), 它们可能相互作用共同调控植物的器官发育和大小(

Mizukami, 2001

2
2004

... 谷氧还蛋白家族基因在植物发育方面的作用已有报道, 但在植物叶片形态大小方面的研究尚少.叶片形成需要经历形态发生和组织分化两个重要过程(

Bar and Ori, 2015

).叶片器官形态发生可分为3个阶段: 起始阶段、叶片极性的建立和细胞扩张(

Tsukaya, 2005

2006

).这3个阶段受不同基因的调控(

Byrne, 2005

;

Barkoulas et al., 2007

).AN3/AtGIF1和At- GRF5的功能缺失突变体出现窄叶表型, 该表型由叶片细胞数目变少引起(

Kim and Kende, 2004

;

Horigu- chi et al., 2005

).与野生型相比, 过表达AN3和AtGRF5的植株叶片明显变大20%-30% (

Horiguchi et al., 2005

).在细胞扩张阶段, ROT3和ROT4基因参与调控叶片长度, rot3突变体表现出叶片发育畸形, ROT3过表达植株表现出叶片变长, 但宽度没有变化(

Tsuge et al., 1996

;

Kim et al., 1998

).ROT4基因编码膜结合的短肽, 其突变体的表型与rot3类似, 但叶片短小是由细胞增殖减少引起(

Narita et al., 2004

).LNG1和LNG2也参与调控叶片长度, 其突变体叶片短小(

Lee et al., 2006

).还有一些基因, 如AN蛋白基因参与叶片细胞的扩张(

Folkers et al., 2002

); SPIK- E1参与细胞骨架的构建, 最终决定细胞的形状和组织发育(

Qiu et al., 2002

).AN、SPIKE1、AN3、AtGIF1和AtHB13都参与调控叶片宽度, 且突变体叶片宽度都比较小(

Hanson et al., 2001

;

Folkers et al., 2002

;

Kim et al., 2002

;

Qiu et al., 2002

;

Kim and Kende, 2004

). ...
... ;

Kim and Kende, 2004

). ...

1
2000

... 植物器官的发育依赖于细胞的分裂、扩张及分化, 器官的最终大小由细胞数目和细胞大小决定(

Mizu- kami, 2001

;

李凌飞等, 2015

).细胞分裂在植物器官发育过程中起重要作用(

Vernoux et al., 2000

Kondorosi et al., 2000

;

Sugimoto- Shirasu and Roberts, 2003

).植物一些器官(尤其是叶片)的大小和形状由极性细胞的扩张决定.例如, 拟南芥an突变体叶片较窄、厚, 原因是决定叶片宽度的细胞扩张受损(

Kim et al., 2002

); 拟南芥rot3突变体呈现出叶片较宽的表型, 是由于决定叶片长度的细胞扩张受损(

Kim et al., 1998

).此外, 细胞的伸长和扩张还受到赤霉素(GA)与油菜素内酯(BR)等多种激素的调控(

Davies, 1995

), 它们可能相互作用共同调控植物的器官发育和大小(

Mizukami, 2001

1
2012

Xing et al., 2005

).GRXC8/ROXY2与GRXC7功能冗余, 且其可与TGA因子互作参与花药的发育(

Murmu et al., 2010

Laporte et al., 2012

).GRXS14通过与CAX1的N端互作, 参与调控Ca2+的转运(

Cheng and Hirschi, 2003

)和氧化胁迫(

Cheng et al., 2006

Verma等(2016)

2
2006

... 谷氧还蛋白家族基因在植物发育方面的作用已有报道, 但在植物叶片形态大小方面的研究尚少.叶片形成需要经历形态发生和组织分化两个重要过程(

Bar and Ori, 2015

).叶片器官形态发生可分为3个阶段: 起始阶段、叶片极性的建立和细胞扩张(

Tsukaya, 2005

2006

).这3个阶段受不同基因的调控(

Byrne, 2005

;

Barkoulas et al., 2007

).AN3/AtGIF1和At- GRF5的功能缺失突变体出现窄叶表型, 该表型由叶片细胞数目变少引起(

Kim and Kende, 2004

;

Horigu- chi et al., 2005

).与野生型相比, 过表达AN3和AtGRF5的植株叶片明显变大20%-30% (

Horiguchi et al., 2005

).在细胞扩张阶段, ROT3和ROT4基因参与调控叶片长度, rot3突变体表现出叶片发育畸形, ROT3过表达植株表现出叶片变长, 但宽度没有变化(

Tsuge et al., 1996

;

Kim et al., 1998

).ROT4基因编码膜结合的短肽, 其突变体的表型与rot3类似, 但叶片短小是由细胞增殖减少引起(

Narita et al., 2004

).LNG1和LNG2也参与调控叶片长度, 其突变体叶片短小(

Lee et al., 2006

).还有一些基因, 如AN蛋白基因参与叶片细胞的扩张(

Folkers et al., 2002

); SPIK- E1参与细胞骨架的构建, 最终决定细胞的形状和组织发育(

Qiu et al., 2002

).AN、SPIKE1、AN3、AtGIF1和AtHB13都参与调控叶片宽度, 且突变体叶片宽度都比较小(

Hanson et al., 2001

;

Folkers et al., 2002

;

Kim et al., 2002

;

Qiu et al., 2002

;

Kim and Kende, 2004

). ...
... 前人运用基因组和表达序列数据库等手段, 对拟南芥GRX基因家族进行了研究, 发现GRX家族的很多基因参与了植物的生长发育过程(

Lemaire, 2004

;

Rouhier et al., 2004

;

Xing et al., 2006

Tsuge等(1996)

报道了AN基因通过调控特异的极性细胞伸长控制叶的形态.

Kim等(2002)

的研究发现, AN不仅控制叶细胞的极性伸长, 而且还可能通过调控细胞壁形成相关基因参与叶形态的调控.同时, AN是以一种非自主的模式控制细胞分裂(

Bai et al., 2010

Lee等(2006)

Ndamukong et al., 2007

;

Zander et al., 2012

;

Herrera-Vásquez et al., 2015

).本研究表明, GRXC9可能通过影响AN、LNG1和LNG2等基因的表达参与叶片的发育, 但此过程是否与激素SA/JA和JA/ET的信号调控网络有关, 目前尚不明确. ...

1
2004

... 前人运用基因组和表达序列数据库等手段, 对拟南芥GRX基因家族进行了研究, 发现GRX家族的很多基因参与了植物的生长发育过程(

Lemaire, 2004

;

Rouhier et al., 2004

;

Xing et al., 2006

Tsuge等(1996)

报道了AN基因通过调控特异的极性细胞伸长控制叶的形态.

Kim等(2002)

的研究发现, AN不仅控制叶细胞的极性伸长, 而且还可能通过调控细胞壁形成相关基因参与叶形态的调控.同时, AN是以一种非自主的模式控制细胞分裂(

Bai et al., 2010

Lee等(2006)

Ndamukong et al., 2007

;

Zander et al., 2012

;

Herrera-Vásquez et al., 2015

).本研究表明, GRXC9可能通过影响AN、LNG1和LNG2等基因的表达参与叶片的发育, 但此过程是否与激素SA/JA和JA/ET的信号调控网络有关, 目前尚不明确. ...

1
2008

Holmgren, 1976

1979a

1979b

).研究表明, GRX在人类健康、菌类及植物中均发挥重要作用(

Holm- gren, 1976

;

Lillig et al., 2008

).拟南芥(Arabidopsis thaliana)中GRX家族成员共有31个(

Rouhier et al., 2006

).根据它们的活性位点序列可分为3类, 即CP- YC型、CGFS型和CC型.其中CC型也被称作ROXY型, 主要存在于高等植物中.拟南芥中大多数GRX (21个)为CC类型(

Rouhier et al., 2008

), 此外, 6个为CPYC型, 4个为CGFS型(

Meyer et al., 2009

). ...

1
2009

Holmgren, 1976

1979a

1979b

).研究表明, GRX在人类健康、菌类及植物中均发挥重要作用(

Holm- gren, 1976

;

Lillig et al., 2008

).拟南芥(Arabidopsis thaliana)中GRX家族成员共有31个(

Rouhier et al., 2006

).根据它们的活性位点序列可分为3类, 即CP- YC型、CGFS型和CC型.其中CC型也被称作ROXY型, 主要存在于高等植物中.拟南芥中大多数GRX (21个)为CC类型(

Rouhier et al., 2008

), 此外, 6个为CPYC型, 4个为CGFS型(

Meyer et al., 2009

). ...

2
2001

... 植物器官的发育依赖于细胞的分裂、扩张及分化, 器官的最终大小由细胞数目和细胞大小决定(

Mizu- kami, 2001

;

李凌飞等, 2015

).细胞分裂在植物器官发育过程中起重要作用(

Vernoux et al., 2000

Kondorosi et al., 2000

;

Sugimoto- Shirasu and Roberts, 2003

).植物一些器官(尤其是叶片)的大小和形状由极性细胞的扩张决定.例如, 拟南芥an突变体叶片较窄、厚, 原因是决定叶片宽度的细胞扩张受损(

Kim et al., 2002

); 拟南芥rot3突变体呈现出叶片较宽的表型, 是由于决定叶片长度的细胞扩张受损(

Kim et al., 1998

).此外, 细胞的伸长和扩张还受到赤霉素(GA)与油菜素内酯(BR)等多种激素的调控(

Davies, 1995

), 它们可能相互作用共同调控植物的器官发育和大小(

Mizukami, 2001

).综上, GRXC9基因可能通过抑制控制细胞扩张的基因AN以及调控叶形态的基因LNG1和LNG2的表达使叶片短小, 对拟南芥叶片的发育起负调控作用.然而, GRXC9是否也受到GA和BR等多种激素的调控, 以及是否有上游转录因子对其功能进行调节等均有待进一步研究. ...
... ), 它们可能相互作用共同调控植物的器官发育和大小(

Mizukami, 2001

2000

1
2010

Xing et al., 2005

).GRXC8/ROXY2与GRXC7功能冗余, 且其可与TGA因子互作参与花药的发育(

Murmu et al., 2010

Laporte et al., 2012

).GRXS14通过与CAX1的N端互作, 参与调控Ca2+的转运(

Cheng and Hirschi, 2003

)和氧化胁迫(

Cheng et al., 2006

Verma等(2016)

1
2004

... 谷氧还蛋白家族基因在植物发育方面的作用已有报道, 但在植物叶片形态大小方面的研究尚少.叶片形成需要经历形态发生和组织分化两个重要过程(

Bar and Ori, 2015

).叶片器官形态发生可分为3个阶段: 起始阶段、叶片极性的建立和细胞扩张(

Tsukaya, 2005

2006

).这3个阶段受不同基因的调控(

Byrne, 2005

;

Barkoulas et al., 2007

).AN3/AtGIF1和At- GRF5的功能缺失突变体出现窄叶表型, 该表型由叶片细胞数目变少引起(

Kim and Kende, 2004

;

Horigu- chi et al., 2005

).与野生型相比, 过表达AN3和AtGRF5的植株叶片明显变大20%-30% (

Horiguchi et al., 2005

).在细胞扩张阶段, ROT3和ROT4基因参与调控叶片长度, rot3突变体表现出叶片发育畸形, ROT3过表达植株表现出叶片变长, 但宽度没有变化(

Tsuge et al., 1996

;

Kim et al., 1998

).ROT4基因编码膜结合的短肽, 其突变体的表型与rot3类似, 但叶片短小是由细胞增殖减少引起(

Narita et al., 2004

).LNG1和LNG2也参与调控叶片长度, 其突变体叶片短小(

Lee et al., 2006

).还有一些基因, 如AN蛋白基因参与叶片细胞的扩张(

Folkers et al., 2002

); SPIK- E1参与细胞骨架的构建, 最终决定细胞的形状和组织发育(

Qiu et al., 2002

).AN、SPIKE1、AN3、AtGIF1和AtHB13都参与调控叶片宽度, 且突变体叶片宽度都比较小(

Hanson et al., 2001

;

Folkers et al., 2002

;

Kim et al., 2002

;

Qiu et al., 2002

;

Kim and Kende, 2004

). ...

2
2007

... 前人的研究表明, 拟南芥谷氧还蛋白GRXC9基因参与激素SA/JA和JA/ET的信号调控网络(

Ndamu- kong et al., 2007

;

Zander et al., 2012

;

Herrera- Vásquez et al., 2015

Lemaire, 2004

;

Rouhier et al., 2004

;

Xing et al., 2006

Tsuge等(1996)

报道了AN基因通过调控特异的极性细胞伸长控制叶的形态.

Kim等(2002)

的研究发现, AN不仅控制叶细胞的极性伸长, 而且还可能通过调控细胞壁形成相关基因参与叶形态的调控.同时, AN是以一种非自主的模式控制细胞分裂(

Bai et al., 2010

Lee等(2006)

Ndamukong et al., 2007

;

Zander et al., 2012

;

Herrera-Vásquez et al., 2015

).本研究表明, GRXC9可能通过影响AN、LNG1和LNG2等基因的表达参与叶片的发育, 但此过程是否与激素SA/JA和JA/ET的信号调控网络有关, 目前尚不明确. ...

2
2002

... 谷氧还蛋白家族基因在植物发育方面的作用已有报道, 但在植物叶片形态大小方面的研究尚少.叶片形成需要经历形态发生和组织分化两个重要过程(

Bar and Ori, 2015

).叶片器官形态发生可分为3个阶段: 起始阶段、叶片极性的建立和细胞扩张(

Tsukaya, 2005

2006

).这3个阶段受不同基因的调控(

Byrne, 2005

;

Barkoulas et al., 2007

).AN3/AtGIF1和At- GRF5的功能缺失突变体出现窄叶表型, 该表型由叶片细胞数目变少引起(

Kim and Kende, 2004

;

Horigu- chi et al., 2005

).与野生型相比, 过表达AN3和AtGRF5的植株叶片明显变大20%-30% (

Horiguchi et al., 2005

).在细胞扩张阶段, ROT3和ROT4基因参与调控叶片长度, rot3突变体表现出叶片发育畸形, ROT3过表达植株表现出叶片变长, 但宽度没有变化(

Tsuge et al., 1996

;

Kim et al., 1998

).ROT4基因编码膜结合的短肽, 其突变体的表型与rot3类似, 但叶片短小是由细胞增殖减少引起(

Narita et al., 2004

).LNG1和LNG2也参与调控叶片长度, 其突变体叶片短小(

Lee et al., 2006

).还有一些基因, 如AN蛋白基因参与叶片细胞的扩张(

Folkers et al., 2002

); SPIK- E1参与细胞骨架的构建, 最终决定细胞的形状和组织发育(

Qiu et al., 2002

).AN、SPIKE1、AN3、AtGIF1和AtHB13都参与调控叶片宽度, 且突变体叶片宽度都比较小(

Hanson et al., 2001

;

Folkers et al., 2002

;

Kim et al., 2002

;

Qiu et al., 2002

;

Kim and Kende, 2004

). ...
... ;

Qiu et al., 2002

;

Kim and Kende, 2004

). ...

1
2006

Holmgren, 1976

1979a

1979b

).研究表明, GRX在人类健康、菌类及植物中均发挥重要作用(

Holm- gren, 1976

;

Lillig et al., 2008

).拟南芥(Arabidopsis thaliana)中GRX家族成员共有31个(

Rouhier et al., 2006

).根据它们的活性位点序列可分为3类, 即CP- YC型、CGFS型和CC型.其中CC型也被称作ROXY型, 主要存在于高等植物中.拟南芥中大多数GRX (21个)为CC类型(

Rouhier et al., 2008

), 此外, 6个为CPYC型, 4个为CGFS型(

Meyer et al., 2009

). ...

1
2004

... 前人运用基因组和表达序列数据库等手段, 对拟南芥GRX基因家族进行了研究, 发现GRX家族的很多基因参与了植物的生长发育过程(

Lemaire, 2004

;

Rouhier et al., 2004

;

Xing et al., 2006

Tsuge等(1996)

报道了AN基因通过调控特异的极性细胞伸长控制叶的形态.

Kim等(2002)

的研究发现, AN不仅控制叶细胞的极性伸长, 而且还可能通过调控细胞壁形成相关基因参与叶形态的调控.同时, AN是以一种非自主的模式控制细胞分裂(

Bai et al., 2010

Lee等(2006)

Ndamukong et al., 2007

;

Zander et al., 2012

;

Herrera-Vásquez et al., 2015

).本研究表明, GRXC9可能通过影响AN、LNG1和LNG2等基因的表达参与叶片的发育, 但此过程是否与激素SA/JA和JA/ET的信号调控网络有关, 目前尚不明确. ...

1
2008

Holmgren, 1976

1979a

1979b

).研究表明, GRX在人类健康、菌类及植物中均发挥重要作用(

Holm- gren, 1976

;

Lillig et al., 2008

).拟南芥(Arabidopsis thaliana)中GRX家族成员共有31个(

Rouhier et al., 2006

).根据它们的活性位点序列可分为3类, 即CP- YC型、CGFS型和CC型.其中CC型也被称作ROXY型, 主要存在于高等植物中.拟南芥中大多数GRX (21个)为CC类型(

Rouhier et al., 2008

), 此外, 6个为CPYC型, 4个为CGFS型(

Meyer et al., 2009

). ...

1
2003

... 植物器官的发育依赖于细胞的分裂、扩张及分化, 器官的最终大小由细胞数目和细胞大小决定(

Mizu- kami, 2001

;

李凌飞等, 2015

).细胞分裂在植物器官发育过程中起重要作用(

Vernoux et al., 2000

Kondorosi et al., 2000

;

Sugimoto- Shirasu and Roberts, 2003

).植物一些器官(尤其是叶片)的大小和形状由极性细胞的扩张决定.例如, 拟南芥an突变体叶片较窄、厚, 原因是决定叶片宽度的细胞扩张受损(

Kim et al., 2002

); 拟南芥rot3突变体呈现出叶片较宽的表型, 是由于决定叶片长度的细胞扩张受损(

Kim et al., 1998

).此外, 细胞的伸长和扩张还受到赤霉素(GA)与油菜素内酯(BR)等多种激素的调控(

Davies, 1995

), 它们可能相互作用共同调控植物的器官发育和大小(

Mizukami, 2001

2
1996

... 谷氧还蛋白家族基因在植物发育方面的作用已有报道, 但在植物叶片形态大小方面的研究尚少.叶片形成需要经历形态发生和组织分化两个重要过程(

Bar and Ori, 2015

).叶片器官形态发生可分为3个阶段: 起始阶段、叶片极性的建立和细胞扩张(

Tsukaya, 2005

2006

).这3个阶段受不同基因的调控(

Byrne, 2005

;

Barkoulas et al., 2007

).AN3/AtGIF1和At- GRF5的功能缺失突变体出现窄叶表型, 该表型由叶片细胞数目变少引起(

Kim and Kende, 2004

;

Horigu- chi et al., 2005

).与野生型相比, 过表达AN3和AtGRF5的植株叶片明显变大20%-30% (

Horiguchi et al., 2005

).在细胞扩张阶段, ROT3和ROT4基因参与调控叶片长度, rot3突变体表现出叶片发育畸形, ROT3过表达植株表现出叶片变长, 但宽度没有变化(

Tsuge et al., 1996

;

Kim et al., 1998

).ROT4基因编码膜结合的短肽, 其突变体的表型与rot3类似, 但叶片短小是由细胞增殖减少引起(

Narita et al., 2004

).LNG1和LNG2也参与调控叶片长度, 其突变体叶片短小(

Lee et al., 2006

).还有一些基因, 如AN蛋白基因参与叶片细胞的扩张(

Folkers et al., 2002

); SPIK- E1参与细胞骨架的构建, 最终决定细胞的形状和组织发育(

Qiu et al., 2002

).AN、SPIKE1、AN3、AtGIF1和AtHB13都参与调控叶片宽度, 且突变体叶片宽度都比较小(

Hanson et al., 2001

;

Folkers et al., 2002

;

Kim et al., 2002

;

Qiu et al., 2002

;

Kim and Kende, 2004

). ...
... 前人运用基因组和表达序列数据库等手段, 对拟南芥GRX基因家族进行了研究, 发现GRX家族的很多基因参与了植物的生长发育过程(

Lemaire, 2004

;

Rouhier et al., 2004

;

Xing et al., 2006

Tsuge等(1996)

报道了AN基因通过调控特异的极性细胞伸长控制叶的形态.

Kim等(2002)

的研究发现, AN不仅控制叶细胞的极性伸长, 而且还可能通过调控细胞壁形成相关基因参与叶形态的调控.同时, AN是以一种非自主的模式控制细胞分裂(

Bai et al., 2010

Lee等(2006)

Ndamukong et al., 2007

;

Zander et al., 2012

;

Herrera-Vásquez et al., 2015

).本研究表明, GRXC9可能通过影响AN、LNG1和LNG2等基因的表达参与叶片的发育, 但此过程是否与激素SA/JA和JA/ET的信号调控网络有关, 目前尚不明确. ...

1
2005

... 谷氧还蛋白家族基因在植物发育方面的作用已有报道, 但在植物叶片形态大小方面的研究尚少.叶片形成需要经历形态发生和组织分化两个重要过程(

Bar and Ori, 2015

).叶片器官形态发生可分为3个阶段: 起始阶段、叶片极性的建立和细胞扩张(

Tsukaya, 2005

2006

).这3个阶段受不同基因的调控(

Byrne, 2005

;

Barkoulas et al., 2007

).AN3/AtGIF1和At- GRF5的功能缺失突变体出现窄叶表型, 该表型由叶片细胞数目变少引起(

Kim and Kende, 2004

;

Horigu- chi et al., 2005

).与野生型相比, 过表达AN3和AtGRF5的植株叶片明显变大20%-30% (

Horiguchi et al., 2005

).在细胞扩张阶段, ROT3和ROT4基因参与调控叶片长度, rot3突变体表现出叶片发育畸形, ROT3过表达植株表现出叶片变长, 但宽度没有变化(

Tsuge et al., 1996

;

Kim et al., 1998

).ROT4基因编码膜结合的短肽, 其突变体的表型与rot3类似, 但叶片短小是由细胞增殖减少引起(

Narita et al., 2004

).LNG1和LNG2也参与调控叶片长度, 其突变体叶片短小(

Lee et al., 2006

).还有一些基因, 如AN蛋白基因参与叶片细胞的扩张(

Folkers et al., 2002

); SPIK- E1参与细胞骨架的构建, 最终决定细胞的形状和组织发育(

Qiu et al., 2002

).AN、SPIKE1、AN3、AtGIF1和AtHB13都参与调控叶片宽度, 且突变体叶片宽度都比较小(

Hanson et al., 2001

;

Folkers et al., 2002

;

Kim et al., 2002

;

Qiu et al., 2002

;

Kim and Kende, 2004

). ...

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2006

... 谷氧还蛋白家族基因在植物发育方面的作用已有报道, 但在植物叶片形态大小方面的研究尚少.叶片形成需要经历形态发生和组织分化两个重要过程(

Bar and Ori, 2015

).叶片器官形态发生可分为3个阶段: 起始阶段、叶片极性的建立和细胞扩张(

Tsukaya, 2005

2006

).这3个阶段受不同基因的调控(

Byrne, 2005

;

Barkoulas et al., 2007

).AN3/AtGIF1和At- GRF5的功能缺失突变体出现窄叶表型, 该表型由叶片细胞数目变少引起(

Kim and Kende, 2004

;

Horigu- chi et al., 2005

).与野生型相比, 过表达AN3和AtGRF5的植株叶片明显变大20%-30% (

Horiguchi et al., 2005

).在细胞扩张阶段, ROT3和ROT4基因参与调控叶片长度, rot3突变体表现出叶片发育畸形, ROT3过表达植株表现出叶片变长, 但宽度没有变化(

Tsuge et al., 1996

;

Kim et al., 1998

).ROT4基因编码膜结合的短肽, 其突变体的表型与rot3类似, 但叶片短小是由细胞增殖减少引起(

Narita et al., 2004

).LNG1和LNG2也参与调控叶片长度, 其突变体叶片短小(

Lee et al., 2006

).还有一些基因, 如AN蛋白基因参与叶片细胞的扩张(

Folkers et al., 2002

); SPIK- E1参与细胞骨架的构建, 最终决定细胞的形状和组织发育(

Qiu et al., 2002

).AN、SPIKE1、AN3、AtGIF1和AtHB13都参与调控叶片宽度, 且突变体叶片宽度都比较小(

Hanson et al., 2001

;

Folkers et al., 2002

;

Kim et al., 2002

;

Qiu et al., 2002

;

Kim and Kende, 2004

). ...

1
2016

Xing et al., 2005

).GRXC8/ROXY2与GRXC7功能冗余, 且其可与TGA因子互作参与花药的发育(

Murmu et al., 2010

Laporte et al., 2012

).GRXS14通过与CAX1的N端互作, 参与调控Ca2+的转运(

Cheng and Hirschi, 2003

)和氧化胁迫(

Cheng et al., 2006

Verma等(2016)

1
2000

... 植物器官的发育依赖于细胞的分裂、扩张及分化, 器官的最终大小由细胞数目和细胞大小决定(

Mizu- kami, 2001

;

李凌飞等, 2015

).细胞分裂在植物器官发育过程中起重要作用(

Vernoux et al., 2000

Kondorosi et al., 2000

;

Sugimoto- Shirasu and Roberts, 2003

).植物一些器官(尤其是叶片)的大小和形状由极性细胞的扩张决定.例如, 拟南芥an突变体叶片较窄、厚, 原因是决定叶片宽度的细胞扩张受损(

Kim et al., 2002

); 拟南芥rot3突变体呈现出叶片较宽的表型, 是由于决定叶片长度的细胞扩张受损(

Kim et al., 1998

).此外, 细胞的伸长和扩张还受到赤霉素(GA)与油菜素内酯(BR)等多种激素的调控(

Davies, 1995

), 它们可能相互作用共同调控植物的器官发育和大小(

Mizukami, 2001

1
2006

... 前人运用基因组和表达序列数据库等手段, 对拟南芥GRX基因家族进行了研究, 发现GRX家族的很多基因参与了植物的生长发育过程(

Lemaire, 2004

;

Rouhier et al., 2004

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Xing et al., 2006

Tsuge等(1996)

报道了AN基因通过调控特异的极性细胞伸长控制叶的形态.

Kim等(2002)

的研究发现, AN不仅控制叶细胞的极性伸长, 而且还可能通过调控细胞壁形成相关基因参与叶形态的调控.同时, AN是以一种非自主的模式控制细胞分裂(

Bai et al., 2010

Lee等(2006)

Ndamukong et al., 2007

;

Zander et al., 2012

;

Herrera-Vásquez et al., 2015

).本研究表明, GRXC9可能通过影响AN、LNG1和LNG2等基因的表达参与叶片的发育, 但此过程是否与激素SA/JA和JA/ET的信号调控网络有关, 目前尚不明确. ...

2
2005

Xing et al., 2005

).GRXC8/ROXY2与GRXC7功能冗余, 且其可与TGA因子互作参与花药的发育(

Murmu et al., 2010

Laporte et al., 2012

).GRXS14通过与CAX1的N端互作, 参与调控Ca2+的转运(

Cheng and Hirschi, 2003

)和氧化胁迫(

Cheng et al., 2006

Verma等(2016)

Xing et al., 2005

). ROXY2 (GR- XC8)基因在花原基和分生组织中表达较少, 而在花药发育时期表达量最高, 这与其参与雄蕊发育的功能相对应(

Xing and Zachgo, 2008

).GRXS14是组成型表达基因, 其在叶片、维管束、根、茎和花中均有表达, 但在叶片中的表达量最高(

Cheng et al., 2006

1
2008

... 基因精确的时空表达是其正常行使功能的基础与前提, 基因在不同时间空间的表达差异暗示了其功能的不同.因此, 研究GRXC9基因的时空表达, 将为探明该基因的功能提供重要线索.目前, 对GRX基因家族表达部位的研究较少.已有的研究表明, CC型的RO- XY1 (GRXC7)基因在花序、根以及果荚中强烈表达, 而在茎叶中不表达(

Xing et al., 2005

). ROXY2 (GR- XC8)基因在花原基和分生组织中表达较少, 而在花药发育时期表达量最高, 这与其参与雄蕊发育的功能相对应(

Xing and Zachgo, 2008

).GRXS14是组成型表达基因, 其在叶片、维管束、根、茎和花中均有表达, 但在叶片中的表达量最高(

Cheng et al., 2006

1
2007

... 根据

Yoo等(2007)

描述的方法, 提取拟南芥叶片原生质体并转化.在共聚焦显微镜下(LSM510, CarlZeiss, Germany)观察p35S::GRXC9:GFP和p35S:GFP叶片原生质体中的GFP荧光信号.使用LSM 5 Image Browse软件处理并保存图片. ...

2
2012

... 前人的研究表明, 拟南芥谷氧还蛋白GRXC9基因参与激素SA/JA和JA/ET的信号调控网络(

Ndamu- kong et al., 2007

;

Zander et al., 2012

;

Herrera- Vásquez et al., 2015

Lemaire, 2004

;

Rouhier et al., 2004

;

Xing et al., 2006

Tsuge等(1996)

报道了AN基因通过调控特异的极性细胞伸长控制叶的形态.

Kim等(2002)

的研究发现, AN不仅控制叶细胞的极性伸长, 而且还可能通过调控细胞壁形成相关基因参与叶形态的调控.同时, AN是以一种非自主的模式控制细胞分裂(

Bai et al., 2010

Lee等(2006)

Ndamukong et al., 2007

;

Zander et al., 2012

;

Herrera-Vásquez et al., 2015

).本研究表明, GRXC9可能通过影响AN、LNG1和LNG2等基因的表达参与叶片的发育, 但此过程是否与激素SA/JA和JA/ET的信号调控网络有关, 目前尚不明确. ...

2016

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