秋水仙素诱导水稻幼穗愈伤组织创制同源四倍体种质的研究

以普通二倍体水稻亲本为材料,用秋水仙素进行水稻的多倍体化诱导,创制同源四倍体水稻三系亲本材料并对其进行鉴定. 结果表明在MS+2,4 D 1.0 mg/L+ KT0.2 mg/L+ IAA0.2 mg/L 和500 mg/L的秋水仙素处理下,水稻愈伤组织染色体加倍效果最好,平均加倍频率可达25.26%.其中,材料CDR22和IR26诱导较易成功,加倍频率分别达到75%和26.5%;相对材料94109 1.3%加倍频率和冈46B 10.8%加倍频率,诱导率差异极显著. 对水稻四倍体材料进行形态学鉴定结果表明     

同源四倍体水稻雌配子体变异及反足胚形成研究

运用秋水仙素处理普通栽培水稻品种,成功获得一系列同源四倍体水稻品系.同源四倍体水稻雌配子体的发生遵循蓼型胚囊发育模式,但是在雌配子和雌配子体形成过程中观察到大量变异,这导致其有性生殖能力显著下降.在开花期及花期之前,同源四倍体水稻反足细胞生长旺盛,能够可以形成体积显著增大的细胞团.所有三个反足细胞都参与反足胚发生,位于中央的细胞经两次或多次分裂形成多细胞组织,该组织类似茎尖分生组织的“原体”;同时位于两侧的两个细胞经多次分裂,形成围绕中央细胞分裂组织的多细胞组织,该组织类似茎尖分生组织的“原套”.三种类型的胚囊影响同源四倍体水稻结实率,包括同源四倍体水稻正常胚囊(贡献率估计值为62%),正常八核七细胞结构小胚囊(贡献率估计值为26%)和正常且具有反足细胞增殖胚囊(贡献率估计值为12%).     

26S蛋白酶体调控微管蛋白的降解

为了探究微管蛋白在植物细胞中的降解机制,本文利用微管解聚药物、蛋白酶体抑制剂MG132结合遗传学和分子生物学等体内体外研究技术发现微管蛋白TUA和TUB是通过泛素化/26S蛋白酶体途径降解的,同时在26S蛋白酶体调节亚基RPN10突变体rpn10-1的植株中,TUA的降解与野生型相比没有显著差别,但是TUB的降解在突变体中被严重削弱,使得TUB在突变体中过量积累.此外,在突变体中分别过量表达TUA和TUB,对转基因植株鉴定表明过量表达TUA促进突变体根的生长而过量表达TUB严重抑制了突变体的生长,说明在突变体中TUA/TUB的比例是失衡的,过量的TUB蛋白对植物的生长是不利的.以上结果表明,26S蛋白酶体可以调控微管蛋白TUA和TUB的降解,蛋白酶体调控亚基RPN10可以通过调控TUB的稳定性来影响植物的生长和发育.