徐云巧 朱鳳晨 馬琳 秦曉春
文章編號(hào):1671-3559(2024)03-0369-07DOI:10.13349/j.cnki.jdxbn.20240403.003
摘要: 為了探究植物光信號(hào)蛋白FHY3及其同源蛋白FAR1在葉片細(xì)胞死亡調(diào)控過程中的分子機(jī)制,在擬南芥fhy3far1雙突變體背景下分別在維管束及葉肉細(xì)胞中表達(dá)FHY3。結(jié)果表明:在fhy3far1雙突變體維管束中特異性表達(dá)FHY3可完全改善fhy3far1的細(xì)胞死亡表型,而在fhy3far1雙突變體葉肉細(xì)胞中特異性表達(dá)FHY3僅可部分緩解fhy3far1葉片細(xì)胞死亡表型,揭示了FHY3調(diào)控細(xì)胞死亡過程主要是在維管束中行使功能。
關(guān)鍵詞: 光信號(hào)蛋白; 維管束; 葉肉細(xì)胞; 細(xì)胞死亡; 擬南芥
中圖分類號(hào): Q78
文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
開放科學(xué)識(shí)別碼(OSID碼):
Effects of Tissue-specific Expression of FHY3 on
Cell Death of fhy3far1 in Arabidopsis Thaliana
XU Yunqiao, ZHU Fengchen, MA Lin, QIN Xiaochun
(School of Biological Science and Technology, University of Jinan, Jinan 250022, Shandong, China)
Abstract: To investigate the mechanism of light signaling protein FHY3 and its homologous protein FAR1 on the leaves cell death,
two sets of transgenic plants in Arabidopsis thaliana that FHY3 particularly expressed in the vascular bundle or mesophyll cells were generated in the fhy3far1 double mutant background.
The results show that FHY3 expressed in vascular bundles completely rescue the leaves cell death phenotype of fhy3far1, however, FHY3 specific expressed in the mesophyll cells only largely rescue the cell death phenotype of fhy3far1, so FHY3 plays an essential role in regulating leaf cell death mainly occurring in the vascular bundles.
Keywords: light signaling protein; vascular bundle; mesophyll cell; cell death; Arabidopsis thaliana
光是影響農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)最重要的環(huán)境因素之一,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可忽略的重要環(huán)節(jié)。光不僅提供了植物光合作用所需要的能量,同時(shí)也可以作為一種信號(hào)直接調(diào)控植物生長發(fā)育的多個(gè)生物過程。光照強(qiáng)度及時(shí)間的變化直接影響作物的分布、 開花時(shí)間、 產(chǎn)量和品質(zhì),在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有極其重要的作用。在光照不足逆境脅迫的生長條件下,除光合效率降低之外,植物還會(huì)發(fā)生一系列的形態(tài)變化,如葉片變薄、 黃化、 葉片死亡和育性降低等,這些形態(tài)或生理變化大多被光信號(hào)直接調(diào)控[1-3],因此,開展植物光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)研究,無論是基礎(chǔ)研究,還是應(yīng)用基礎(chǔ)研究,都具有非常重要的價(jià)值。
植物感受環(huán)境中不斷變化的光信號(hào)是通過光受體實(shí)現(xiàn)的。不同的光受體通過感受到外界環(huán)境中不
收稿日期: 2023-04-25????????? 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)時(shí)間:2024-04-07T15:52:05
基金項(xiàng)目: 國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2018YFD1000501);國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31900211)
第一作者簡介: 徐云巧(1998—),女,山東淄博人。碩士研究生,研究方向?yàn)楣庑盘?hào)蛋白功能研究。E-mail: xuyq@163.com。
通信作者簡介: 馬琳(1988—),女,山東濰坊人。講師,博士,研究方向?yàn)楣庑盘?hào)蛋白功能研究。E-mail: bio_mal@ujn.edu.cn。
秦曉春(1980—),女,山東濟(jì)寧人。教授,博士,博士生導(dǎo)師,研究方向?yàn)楣夂献饔门c高光效農(nóng)業(yè)。E-mail: bio_qinxc@ujn.edu.cn。
網(wǎng)絡(luò)首發(fā)地址: https://link.cnki.net/urlid/37.1378.N.20240403.1601.006
同變化的光信號(hào), 其蛋白構(gòu)象或定位發(fā)生改變, 進(jìn)而與下游相關(guān)信號(hào)蛋白與轉(zhuǎn)錄因子相互作用, 調(diào)控相關(guān)下游基因表達(dá), 從而幫助植物更好地適應(yīng)外界環(huán)境的晝夜和季節(jié)變化。光信號(hào)蛋白FHY3(far-red elongated hypocotyl 3)和同源蛋白FAR1(far-red impaired response 1)是一類由轉(zhuǎn)座酶衍變而來的新型轉(zhuǎn)錄因子。前期研究發(fā)現(xiàn), FHY3及FAR1在光敏色素phyA(phytochrome A)遠(yuǎn)紅光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中發(fā)揮重要作用,可以特異地結(jié)合在下游靶基因啟動(dòng)子的FBS(FHY3 binding sites,CACGCGC)區(qū)域并調(diào)控下游基因表達(dá)[4-5]。目前,F(xiàn)HY3與FAR1參與植物生長發(fā)育的多個(gè)生物過程,主要包括對幼苗光形態(tài)建成[5-7]、 生物鐘基因節(jié)律性表達(dá)[8-9]、 葉綠體分裂[10]、 葉綠素合成[11]、 植物分生組織建立與維持[12]、 肌醇淀粉合成[13-14]、 脫落酸信號(hào)響應(yīng)[15]、 遮陰響應(yīng)[16-17]以及葉片衰老的調(diào)控[18-20]等方面。
前期研究發(fā)現(xiàn),在對模式植物擬南芥光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)突變體的分析中,F(xiàn)HY3和FAR1基因表達(dá)完全缺失的雙突變體fhy3far1在短日照及延長黑暗的生長條件下呈現(xiàn)植株弱小、育性顯著降低等特征,并伴隨嚴(yán)重葉片細(xì)胞死亡等異常發(fā)育表型,與植物發(fā)生超敏反應(yīng)的表型十分類似。對fhy3far1
細(xì)胞死亡的表型進(jìn)行分析的過程依賴于水楊酸(salicylic acid, SA)的過量積累,因此,通過降低SA的積累量可顯著緩解fhy3far1的細(xì)胞死亡表型[13, 21]。目前關(guān)于FHY3和FAR1如何直接調(diào)控植物細(xì)胞死亡過程的分子機(jī)制仍不清晰,為了對該機(jī)制進(jìn)行進(jìn)一步解析,本文中通過在擬南芥fhy3far1突變體維管束及葉肉細(xì)胞中組織特異性表達(dá)FHY3,并觀察其對葉片細(xì)胞死亡表型的影響。在本研究中,通過在fhy3far1突變體維管束中特異性表達(dá)光信號(hào)蛋白FHY3,可完全改善其細(xì)胞死亡表型,而在fhy3far1突變體葉肉細(xì)胞中特異性表達(dá)FHY3則無法完全緩解,預(yù)示著FHY3在維管束中具有的潛在重要功能。本文中的研究為深入闡釋fhy3far1突變體葉片細(xì)胞死亡的調(diào)控機(jī)制以及FHY3蛋白功能,解析光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子機(jī)制提供了重要的參考材料。
濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)第38卷
第3期徐云巧,等:擬南芥組織特異性表達(dá)FHY3對fhy3far1細(xì)胞死亡的影響
1? 材料與方法
1.1? 植物材料與栽培條件
本文中所用的擬南芥材料主要包括野生型No-0及fhy3far1突變體, 均在濟(jì)南大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院保存。 將擬南芥種子采用乙醇的體積分?jǐn)?shù)為75%的溶液及次氯酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的溶液進(jìn)行消毒,并將其置于設(shè)定溫度為4 ℃的黑暗條件下春化作用, 3 d之后將其置于植物全能培養(yǎng)基上并于設(shè)定溫度為 22 ℃的培養(yǎng)箱中進(jìn)行萌發(fā),待長出真葉后移植于營養(yǎng)土中, 分別在長日照(16 h光照, 8 h黑暗) 或短日照(8 h光照, 16 h黑暗)、 溫度為22 ℃的生長條件下進(jìn)行培養(yǎng)。
1.2? 組織特異性表達(dá)FHY3表達(dá)載體的構(gòu)建
根據(jù)TAIR 數(shù)據(jù)庫公布的SUC2 (sucrose-proton symporter 2,AT1G22710)、 CAB3 (chlorophyll a/b binding protein 3,AT1G29910)以及FHY3 (AT3G22170)基因啟動(dòng)子及編碼區(qū)序列,設(shè)計(jì)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴(kuò)增引物(見表1),并使用美國國家生物技術(shù)信息中心(NCBI)進(jìn)行引物特異性檢測,引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成引物。以擬南芥No生態(tài)型的基因組脫氧核糖核酸(DNA)為模板對SUC2及CAB3的啟動(dòng)子序列進(jìn)行擴(kuò)增,以擬南芥No生態(tài)型的cDNA為模板對FHY3全長片段進(jìn)行PCR擴(kuò)增,分別將PCR產(chǎn)物進(jìn)行酶切回收,其中,SUC2啟動(dòng)子片段SUC2p用EcoRI和KpnI進(jìn)行雙酶切,CAB3啟動(dòng)子片段CAB3p用SacI和KpnI進(jìn)行雙酶切,而FHY3編碼區(qū)片段用KpnI及SalI進(jìn)行雙酶切,酶切完成后分別進(jìn)行產(chǎn)物純化得到黏性末端目的片段。
本實(shí)驗(yàn)所用載體為pZP211-GUS,根據(jù)其多克隆位點(diǎn)序列,先進(jìn)行同樣雙酶切分別與SUC2及CAB3的啟動(dòng)子序列相連接,獲得pZP211-SUC2p/CAB3p:GUS表達(dá)載體。再將該表達(dá)載體進(jìn)行KpnI及SalI雙酶切,與FHY3外顯子片段相連接,最終經(jīng)過DNA測序技術(shù),成功構(gòu)建完成pZP211-SUC2p/CAB3p:FHY3-GUS表達(dá)載體。除此之外,通過將pZP211-35S:3FLAG進(jìn)行EcoRI和KpnI雙酶切,與SUC2啟動(dòng)子片段進(jìn)行連接,獲得pZP211-SUC2p:3FLAG表達(dá)載體,進(jìn)一步通過酶切連接,將其與FHY3外顯子片段相連接, 最終經(jīng)過DNA測序, 成功完成pZP211-SUC2p:FHY3-3FLAG表達(dá)載體的構(gòu)建。
1.3? 組織特異性表達(dá)FHY3轉(zhuǎn)基因株系的獲得
將構(gòu)建完成的表達(dá)載體轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌GV3101, 將其在侵染液中重懸并利用花序浸染法侵染擬南芥fhy3far1雙突變體。 將侵染完成收獲的T0代種子在含有卡那霉素(Kan)質(zhì)量濃度為100 mg/L的抗性培養(yǎng)基上進(jìn)行篩選, 獲得T1代轉(zhuǎn)基因植株。 其中, 在維管束SUC2p:FHY3-GUS/fhy3far1及葉肉細(xì)胞CAB3p: FHY3-GUS/fhy3far1中特異性表達(dá)FHY3的轉(zhuǎn)基因植株葉片采用β-葡萄糖苷酸酶(GUS)染色法進(jìn)行篩選[13], 將成功染色T1代株系進(jìn)行自交, 獲得T2代進(jìn)行后續(xù)研究。SUC2p:FHY3-3FLAG/fhy3far1轉(zhuǎn)基因株系通過提取T1代轉(zhuǎn)基因植株基因組DNA, 設(shè)計(jì)引物FHY3-F1(序列為TATAGGAAACTGTGCTGGTA)及3FLAG-R(序列為TCACTTATCGTCATCGTCCT),進(jìn)行片段擴(kuò)增,進(jìn)而獲得基因組中成功插入載體的T1代轉(zhuǎn)基因植株,繼續(xù)自交獲得T2代并進(jìn)行后續(xù)研究。
2? 結(jié)果與分析
2.1? 組織特異性表達(dá)FHY3載體構(gòu)建
為了實(shí)現(xiàn)在擬南芥fhy3far1突變體背景下組織特異性表達(dá)FHY3, 本文中分別選取能夠在韌皮部及葉肉細(xì)胞中特異性表達(dá)基因SUC2和CAB3的啟動(dòng)子序列區(qū)域進(jìn)行FHY3組織特異性表達(dá)載體構(gòu)建。 根據(jù)SUC2和CAB3的啟動(dòng)子以及FHY3的外顯子編碼區(qū)序列進(jìn)行引物設(shè)計(jì)及PCR擴(kuò)增, 其中,SUC2與CAB3選取的啟動(dòng)子片段長度分別為1 242、 1 251 bp,F(xiàn)HY3選取的編碼區(qū)片段長度為2 517 bp。PCR擴(kuò)增結(jié)果如圖1所示。根據(jù)電泳標(biāo)記物(M)指示不同片段長度條帶,F(xiàn)HY3編碼區(qū)片段與SUC2、 CAB3啟動(dòng)子片段擴(kuò)增條帶與預(yù)期片段長度相符合。對PCR產(chǎn)物分別進(jìn)行酶切及產(chǎn)物回收,并最終連入pZP211-GUS表達(dá)載體中,通過大腸桿菌的轉(zhuǎn)化、 陽性克隆的篩選、 質(zhì)粒的提取及DNA測序鑒定等方式成功構(gòu)建pZP211-SUC2p:FHY3-GUS及pZP211-CAB3p:FHY3-GUS表達(dá)載體,其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。最終通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化及擬南芥花序浸染法獲得T0代種子,將其在含有卡那霉素的質(zhì)量濃度為100 mg/L的抗性培養(yǎng)基上進(jìn)行篩選,獲得在維管束SUC2p:FHY3-GUS/fhy3far1及葉肉細(xì)胞CAB3p:FHY3-GUS/fhy3far1中特異性表達(dá)FHY3的T1代轉(zhuǎn)基因株系。
2.2? CAB3p:FHY3-GUS/fhy3far1轉(zhuǎn)基因株系篩選鑒定及表型分析
通過卡那霉素抗性篩選獲得T1代CAB3p:FHY3-GUS/fhy3far1轉(zhuǎn)基因植株, 自交獲得T2代, 在短日照條件下進(jìn)行培養(yǎng)并對其進(jìn)行細(xì)胞死亡表型及GUS染色定位分析, 結(jié)果如圖3所示。 通過對其葉片細(xì)胞死亡表型進(jìn)行分析, 在短日照條件下生長50 d, fhy3far1突變體呈現(xiàn)生長弱小、 葉片褶皺及嚴(yán)重細(xì)胞死亡現(xiàn)象, 與前期研究結(jié)果相一致, 而在CAB3p:FHY3-GUS/fhy3far1轉(zhuǎn)基因植株中,研究發(fā)現(xiàn)在葉肉細(xì)胞中特異性表達(dá)FHY3(C34和C44)可部分緩解fhy3far1生長發(fā)育弱小、 葉片細(xì)胞死亡等異常發(fā)育表型[見圖3(a)]。為了進(jìn)一步證明該表型由在葉肉細(xì)胞中特異性表達(dá)FHY3導(dǎo)致,對其進(jìn)行葉片GUS染色分析,結(jié)果表明,無論在幼苗(生長7 d)還是成苗時(shí)期(生長50 d),其GUS染色部位呈現(xiàn)均勻分布在葉片組織中,表明FHY3主要集中在葉肉細(xì)胞中表達(dá),證明CAB3p:FHY3-GUS/fhy3far1轉(zhuǎn)基因植株構(gòu)建成功,同時(shí)進(jìn)一步說明, FHY3在葉肉細(xì)胞中特異性表達(dá)僅部分互補(bǔ)fhy3far1的細(xì)胞死亡表型[見圖3(b)]。
2.3? SUC2p:FHY3-GUS/fhy3far1轉(zhuǎn)基因株系篩選鑒定及表型分析
基于上述研究基礎(chǔ),通過同樣篩選方式成功獲得T2代SUC2p:FHY3-GUS/fhy3far1轉(zhuǎn)基因陽性植株,將其均在短日照生長條件下種植并進(jìn)行葉片細(xì)胞死亡等表型觀察,結(jié)果如圖4(a)所示。由圖可以看出:在短日照條件下生長28 d,fhy3far1突變體呈現(xiàn)植株生長弱小、 葉片發(fā)育不良并伴隨嚴(yán)重細(xì)胞死亡現(xiàn)象,而SUC2p:FHY3-GUS/fhy3far1轉(zhuǎn)基因陽性植株(S88和S94)則整體呈現(xiàn)類似野生型No-0的表型,可完全改善并緩解fhy3far1突變體葉片細(xì)胞死亡等生長發(fā)育異常的表型。為了進(jìn)一步確定該表型與在維管束中特異性表達(dá)FHY3蛋白之間的關(guān)系,通過對表型恢復(fù)的轉(zhuǎn)基因植株葉片(S88和S94)進(jìn)一步進(jìn)行GUS染色分析,結(jié)果表明,無論在生長7 d的幼苗及生長28 d的成苗(S88和S94)葉片材料中,SUC2p:FHY3-GUS/fhy3far1轉(zhuǎn)基因株系GUS染色部位均主要集中在葉脈中表達(dá),表明在維管束中特異性表達(dá)FHY3(SUC2p:FHY3-GUS/fhy3far1)轉(zhuǎn)基因植株構(gòu)建成功,且其生長良好表型由在維管束中特異性表達(dá)FHY3蛋白功能導(dǎo)致。相比在葉肉細(xì)胞中特異性表達(dá)FHY3(CAB3p:FHY3-GUS/ fhy3far1)轉(zhuǎn)基因株系細(xì)胞死亡部分恢復(fù)的表型,F(xiàn)HY3在維管束中特異性表達(dá)可完全互補(bǔ)fhy3far1的細(xì)胞死亡表型[見圖4(b)]推測FHY3在維管束中具有潛在的重要功能。
2.4? 在短日照生長條件下SUC2p:FHY3-3FLAG/fhy3far1轉(zhuǎn)基因株系表型分析
為了進(jìn)一步驗(yàn)證FHY3在擬南芥fhy3far1突變體維管束中特異性表達(dá)可完全互補(bǔ)fhy3far1突變體的細(xì)胞死亡表型,通過進(jìn)一步將PCR擴(kuò)增得到的SUC2啟動(dòng)子片段與FHY3編碼區(qū)連入pZP211-3FLAG表達(dá)載體中,并后續(xù)轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌,浸染fhy3far1突變體花序等實(shí)驗(yàn),最終,經(jīng)卡那霉素抗性篩選獲得SUC2p:FHY3-3FLAG/fhy3far1 T1代轉(zhuǎn)基因株系。選取FHY3編碼區(qū)及3FLAG標(biāo)簽序列設(shè)計(jì)引物(FHY3-F1及3FLAG-R),通過PCR擴(kuò)增對T1代轉(zhuǎn)基因株系進(jìn)行載體插入驗(yàn)證,從中挑選載體轉(zhuǎn)化成功的T1代轉(zhuǎn)基因株系進(jìn)行自交獲得T2代并進(jìn)行后續(xù)表型分析,結(jié)果如圖5所示。從圖中可以看出,通過在短日照生長條件下培養(yǎng)28 d,與野生型No-0相比,fhy3far1突變體呈現(xiàn)嚴(yán)重的細(xì)胞死亡表型,而FHY3在維管束中組織特異性表達(dá)的SUC2p:FHY3-3FLAG/fhy3far1轉(zhuǎn)基因株系中(分別是8、10、
16、 32號(hào)), 其細(xì)胞死亡表型得到明顯緩解, 呈現(xiàn)類似野生型No-0無細(xì)胞死亡的表型, 與SUC2p:FHY3-GUS/fhy3far1轉(zhuǎn)基因植株的結(jié)果相吻合, 進(jìn)一步表明在維管束中特異性表達(dá)FHY3可完全緩解fhy3far1突變體細(xì)胞死亡等異常發(fā)育表型。
2.5? 在延長黑暗轉(zhuǎn)光下生長條件下SUC2p:FHY3-3FLAG/fhy3far1轉(zhuǎn)基因株系表型分析
前期研究表明,fhy3far1突變體細(xì)胞死亡表型受延長黑暗所誘導(dǎo),且該過程依賴于FHY3功能缺失。為了進(jìn)一步驗(yàn)證在擬南芥fhy3far1突變體維管束中組織特異性表達(dá)FHY3對fhy3far1突變體細(xì)胞死亡表型的影響,通過將在長日照條件下生長21 d的野生型No-0、 fhy3far1突變體以及不同SUC2p:FHY3-3FLAG/fhy3far1轉(zhuǎn)基因株系進(jìn)行延長黑暗處理3 d再轉(zhuǎn)光下處理3 d,觀察其葉片細(xì)胞死亡表型變化,結(jié)果如圖6所示。由圖可見,與野生型No-0相比,fhy3far1突變體延長黑暗處理3 d再轉(zhuǎn)光下生長3 d,其幼葉部位呈現(xiàn)嚴(yán)重的細(xì)胞死亡現(xiàn)象(圖中紅色箭頭標(biāo)注部位),進(jìn)一步表明fhy3far1細(xì)胞死亡表型受黑暗延長所誘導(dǎo),然而,在不同SUC2p:FHY3-3FLAG/fhy3far1轉(zhuǎn)基因株系中(8、 10、 16、 32號(hào)),通過相同條件延長黑暗轉(zhuǎn)光下處理,其幼葉部位細(xì)胞死亡表型得到明顯緩解與改善。結(jié)合前期研究結(jié)果,最終進(jìn)一步證明,在擬南芥fhy3far1突變體維管束中特異性表達(dá)FHY3可完全互補(bǔ)fhy3far1突變體受黑暗所誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡表型,推測FHY3在維管束中存在潛在的重要功能。
3? 結(jié)論
近年來, 隨著全球天氣變暖和環(huán)境污染日益加劇, 植物生長發(fā)育過程中遭遇霧霾及陰雨寡照等異常天氣的頻度逐漸增加, 作物產(chǎn)量和品質(zhì)受到嚴(yán)重威脅。 對植物生長而言, 無論是在霧霾還是陰雨寡照天氣下, 光照強(qiáng)度或光照時(shí)間不足是影響植物生長發(fā)育的主要原因之一, 因此, 開展光信號(hào)調(diào)控植物生長發(fā)育的機(jī)制研究具有十分重要的生物學(xué)意義。
本文中基于FHY3及FAR1功能缺失的fhy3far1突變體在短日照及延長黑暗等生長條件下呈現(xiàn)嚴(yán)重的葉片細(xì)胞死亡表型為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行研究, 前期關(guān)于fhy3far1突變體的細(xì)胞死亡表型的研究主要集中在減少fhy3far1
體內(nèi)SA積累可顯著緩解細(xì)胞死亡表型, 表明fhy3far1突變體葉片細(xì)胞死亡表型依賴SA積累[13, 21]。 為了進(jìn)一步探究FHY3直接調(diào)控植物細(xì)胞死亡過程的分子機(jī)制, 本文中通過選取在擬南芥fhy3far1突變體維管束及葉肉細(xì)胞中組織特異性表達(dá)FHY3, 分別構(gòu)建維管束
SUC2p:FHY3-GUS/fhy3far1及葉肉細(xì)胞CAB3p:FHY3-GUS/fhy3far1轉(zhuǎn)基因株系, 觀察它們是否可互補(bǔ)fhy3far1突變體的細(xì)胞死亡表型。 得到以下主要結(jié)論:
1)通過GUS染色對FHY3表達(dá)部位進(jìn)行定位分析,結(jié)果表明,在短日照生長條件下,在擬南芥fhy3far1突變體葉肉細(xì)胞中特異性表達(dá)FHY3可部分恢復(fù)fhy3far1突變體生長弱小及葉片細(xì)胞死亡的表型,而在擬南芥fhy3far1突變體維管束中特異性表達(dá)FHY3則可完全互補(bǔ)fhy3far1突變體細(xì)胞死亡等異常生長表型,呈現(xiàn)類似野生型No-0的表型。
2)為了進(jìn)一步驗(yàn)證在擬南芥fhy3far1突變體維管束中特異性表達(dá)FHY3對fhy3far1突變體細(xì)胞死亡表型的影響,通過構(gòu)建帶有3FLAG標(biāo)簽不同轉(zhuǎn)基因植株SUC2p:FHY3-3FLAG/fhy3far1,分別在短日照及延長黑暗轉(zhuǎn)光下處理等生長條件下觀察其表型,與前期研究結(jié)果一致,在擬南芥fhy3far1突變體韌皮部組織特異性表達(dá)FHY3可完全互補(bǔ)fhy3far1由黑暗誘導(dǎo)的生長弱小及葉片細(xì)胞死亡表型。
結(jié)合前期研究, 基于本文中的研究結(jié)果, 推測光信號(hào)蛋白FHY3參與調(diào)控?cái)M南芥fhy3far1突變體葉片細(xì)胞死亡過程主要通過在韌皮部發(fā)揮功能實(shí)現(xiàn)的。 本文中的研究結(jié)論為后續(xù)解析光信號(hào)蛋白FHY3直接調(diào)控葉片細(xì)胞死亡分子機(jī)制,深入解析組織特異性表達(dá)FHY3在植物生長發(fā)育等多個(gè)生物學(xué)過程中的功能發(fā)揮奠定了基礎(chǔ)。
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(責(zé)任編輯:于海琴)