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过表达一个在花中特异表达的转录因子基因AtMYB24引起花药的异常发育

来源：花匠小妙招时间：2024-12-03 20:36

过表达一个在花中特异表达的转录因子基因AtMYB24引起花药的异常发育摘要在植物中MYB转录因子在许多发育过程和各种应激反应中起到重要的作用。AtMYB24在拟南芥中作为R2R3基因家族中的一员主要在花中表达利用Northern杂交和原位杂交发现特别是在小孢子和胚珠中表达。进一步发现AtMYB24的表达与花药的发育紧密相关。在转基因植物中过表达AtMYB24导致多向性的表型包括植株矮小和花的发育缺陷特别是产生异常的花粉粒和不能开裂的花药。跟进一步的分析表明在AtMYB24-ox株系中花药发育的迟缓是从花药发育的10-11阶段开始的。在AtMYB24-ox株系中的第12和13阶段花药的药室隔膜和裂口细胞不能破碎在药室内壁和结缔组织细胞中发现很少或者没有发现纤维束。在用地塞米松DEX处理过的AtMYB24-GR-ox株系中观察到了相似的异常的花药表型。实时定量PCR的结果显示在AtMYB24-ox株系中像CHS和DFR和AtGTP2这些基因表达的改变涉及到类苯基丙烷的生物合成途径。这些结果表明在拟南芥中AtMYB24在花药的正常发育过程有重要的作用。关键词AtMYB24拟南芥原位杂交花药发育花粉败育前言转录因子在调控发育和生理过程中起到重要的作用通过与启动子结合来调控下游目标基因的表达(PaboandSauer1992)。根据DNA结合域的性质转录因子可以被分成许多家族在MYB基因家族中有一个很大的家族在拟南芥中(Riechmannetal.2000)。MYB结构域通常包括一个或者三个不完全重复序列每一个包括51-53个氨基酸形成螺旋-转角-螺旋的结构(Strackeetal.2001)。MYB蛋白在植物中被分成三大类R2R3-MYB蛋白在植物中特有有两个相邻的重复序列R1R2R3-MYB蛋白有三个相邻的重复序列和MYB相关蛋白它通常包含但不是一直包含MYB重复序列(Strackeetal.2001;Chenetal.2006)。在植物中发现B基因涉及到调控许多生理过程和生物化学的过程例如细胞的形态发生学分生织的维持和器官的横向发育花和种子的发育细胞周期和生物生理。植物的MYB基因也涉及到是无色素和植物激素的信号通路(Strackeetal.2001;Chenetal.2006;Kranzetal.1998)。许多MYB基因应经报道在花的发育中起到重要的作用例如花粉和花药的发育。AtMYB32在花粉的正常发育中是必要的因为atmyb32的突变体产生多余50%的异常的花粉粒缺乏细胞质的内含物(Prestonetal.2003)。AtMYB103在绒毡层和毛状体中特异表达它在花粉发育中也非常重要。下调AtMYB103的表达将会导致花粉粒的变形又很少或者没有细胞质内含物这些是因为在花药发育的第9阶段绒毡层退化(Higginsonetal.2003)。AtMYB26对于花药的发育非常重要因为药室内壁的膨胀在花药发育的晚期在atmyb26突变体中没有发生花药内壁的膨大。进一步的分析发现在突变体中没有发生木质化(Steiner-Langeetal.2003)。另外AtMYB21是一个花中的特异基因过表达会引起不正常的花的发育(Shinetal.2002)。在先前的研究中我们已经证明两组MYB转录因子在它们的C-末端结构域都包含保守的M/Y-MDDIW元件有趣的是这些基因在拟南芥的第一组中好像都在花中显著地表达(Lietal.2006a)。在这里我们的研究中描述了在第一组的一个基因的特征AtMYB24At5g40350主要在花中特异达特别是在小孢子和胚珠中。过表达AtMYB24会引起多向性的表型包括植株矮小异常的花粉粒和不能开裂的花药。实时定量PCR的结果显示基因的表达涉及到类苯基丙烷的生物合成途径AtGTP2在AtMYB24-ox株系中发生改变。我们的数据表明AtMYB24在花药的发育中起到重要的作用。材料和方法