中文摘要
细胞分裂素促进细胞分裂与分化,在植物生长发育、形态建成和各种生理生化活动过程中起着非常重要的作用。植物体内活性细胞分裂素水平受到严格调控,束缚态细胞分裂素的活化是其中最重要的一个调控过程,直接控制着体内活性细胞分裂素的水平。玉米体内束缚态细胞分裂素的活化是由β-葡萄糖苷酶(ZmGLU1)催化的,此酶的含量直接影响着活性细胞分裂素的水平,但β-葡萄糖苷酶的含量是如何调控的尚不清楚。本小组前期工作中发现ZmGlU1基因启动子上存在控制此基因组织特异性表达的顺式元件,并将该元件定位在40bp序列上,通过凝胶阻滞分析发现存在与该元件特异结合的转录因子;同时发现ZmGLU1启动子上存在细胞分裂素反馈调节元件,并将该元件定位到215bp序列中。为此,本研究拟继续精确定位反馈调节元件,再以酵母单杂的方法克隆控制ZmGLU1组织特异表达和细胞分裂素反馈调节表达的转录因子,并阐明其调控机制。
结题摘要
细胞分裂素促进细胞分裂与分化,在植物生长发育和各种生理生化活动过程中起着非常重要的作用。植物体内活性细胞分裂素水平受到严格调控,β-葡萄糖苷酶(ZmGLU1)催化束缚态细胞分裂素的活化是其中的关键步骤之一。ZmGLU1基因属于糖基水解酶1(GH1)家族成员,本研究发现ZmGLU1基因在GH基因家族的一个独立进化分支上,并且含有一个识别和结合细胞分裂素的特异结构域DDAYA。基因表达研究发现ZmGlU1基因在玉米根中特异表达,启动子活性分析发现转录水平控制了ZmGLU1的根特异表达。通过启动子缺失和融合实验,从ZmGLU1启动子上分离到一个40 bp长的顺式元件(T40)控制此基因在根中特异表达。进一步通过凝胶阻滞分析发现存在与T40特异结合的蛋白,并且不同器官中该蛋白的丰度与ZmGLU1基因的表达丰度呈负相关性,由此证明T40是一个负调控元件,通过与一未知蛋白的结合来阻遏ZmGLU1基因在根以外的器官中表达,实现根特异表达特性。
