摘要磷是植物生长发育最重要的营养元素之一,在磷饥饿胁迫条件下,植物通过调整根系构型,改变生理代谢以及与菌类共生等方式来提高磷的吸收和利用。磷饥饿胁迫条件下,拟南芥主根伸长受抑制,侧根和根毛增生。细胞分裂素(CTK)信号系统参与缺磷信号系统的调控。CTK作为植物生长发育过程中的重要激素,在植物生长,根系发育,以及衰老进程中起重要作用。CTK能够促进地上部的生长,并抑制根系的发育。我们通过筛选拟南芥T-DNA插入突变体库获得两个在CTK和缺磷处理条件下根系构型发生超敏变化的突变体cksl-1, cksl-2(CytoKinin Sensitive1).通过对该突变体的研究,得出以下结论:<br> 1.突变体cksl在缺磷条件下,主根生长受到严重抑制,其长度约为野生型的30%。在缺磷早期,突变体表皮细胞伸长受到抑制。发芽后第四天,CYCBl: GUS转基因材料显示突变体cksl分生区的细胞分裂活力消失。这些变化的时间点都早于野生型。突变体cksl根分生组织区大小约为野生型的4/5.根成熟区表皮细胞的长度也低于野生型。<br> 2.突变体cksl植株内CTK含量的下降。定量PCR检测显示CTK合成相关基因及CTK信号转导相关基因,ARR5, ARR6,CRE1的表达在突变体中受到严重抑制。<br> 3.体内无机磷含量分析表明突变体cksl与野生型无显著差异。加入可吸收利用磷的替代物亚磷酸盐,突变体cksl的表型与野生型相似。RT-PCR分析表明,磷饥饿特异诱导基因(PSI: phosphate starvation induced) IPS1,RNS1在突变体中受抑制。这表明突变体cksl缺磷超敏表型是由于突变体cksl对磷信号响应改变引起的。<br> 4.Tail-PCR分析表明,突变体cksl-l的T-DNA插入在基因(/IT2922300)ATG5'端-2949bp。cksl-2的T-DNA插入在距ATG3324bp。该基因编码钙调蛋白结合转录激活子(AtCMTA3)。RT-PCR分析显示,AtCMTA3的表达在两个等位突变体中均受到严重抑制。<br> 5.转基因回复实验结果表明,突变体对磷饥饿与外源CTK(6-BA:6-苄氨基嘌呤)超敏表型由AtCMTA3基因表达受抑制引起。
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