拟南芥转录因子LFY2和MYB2在花药发育调控网络中的作用研究
【摘要】： 植物的繁殖与人类生活息息相关,在高等植物的繁殖研究中,花药发育已经成为该领域当前的研究热点之一。有研究证明拟南芥LFY2和MYB2基因的缺失会影响绒毡层降解而影响到花粉的育性,本文进一步研究了拟南芥转录因子LFY2、MYB2的表达和调控特点,讨论LFY2、MYB2参与拟南芥花及花药发育的分子机制。以拟南芥为实验材料,通过构建自身启动子连GUS基因的转基因载体并转化拟南芥,经过GUS染色和定量PCR分析LFY2和MYB2的组织表达特性;构建LFY2和MYB2的原核表达载体并实现诱导表达,通过亲和层析纯化后获得重组蛋白,将纯化后的蛋白与启动子探针在体外进行EMSA实验验证了这两个转录因子与已知相关基因的互作;并通过现有文献及数据库进行总结和分析归纳,探究了转录因子LFY2和MYB2在花药发育调控网络中的作用,研究结果如下:(1)LFY2在拟南芥生长阶段的多个组织部位中均有表达,且呈现出在绒毡层降解时期附近在花中表达较高;MYB2也在绒毡层降解时期附近在花中有表达,表明这两个转录因子除参与其他组织的生理过程外,有可能参与到花药发育的调控中影响花粉育性。(2)通过EMSA证明了LFY2不是直接调控CEP1的转录因子。通过现有文献和数据库分析,预测得到LFY2的启动子上存在与花药发育相关的转录因子AG、AP1、AP3、MYB33、MYB65、DYT1和MYB2的结合位点,表明LFY2应当是在拟南芥花和花药发育的调控网络中的一员。通过实验也验证了MYB2重组蛋白能在体外直接结合CEP1、LFY2、βVPE的启动子序列,并确定了MYB2结合的两类基序,通过简并碱基可归纳为由5’-CNGTTR-3’和5’-YAACNG-3’互补序列组成的双链片段,以及由5’-AAACCA-3’和5’-TGGTTT-3’互补组成的双链片段,故推测MYB2能够通过直接结合这三个基因的启动子来调控这三个基因的表达,从而影响绒毡层PCD。(3)最后结合已有的研究及本研究的结果,通过转录因子AP1、LFY2和MYB2,把花发育和花药发育的调控网络联系到了一起,在前人的研究基础上补充完善了花和花药发育的调控网络,而LFY2和MYB2都是这个花药发育中调控网络中重要的组成部分。
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2020
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