突变体cs89835的纯合鉴定及表型分析文献综述

 2022-08-07 10:14:46

突变体cs89835的纯合鉴定及表型分析

摘要：本实验对拟南芥突变体cs89835进行种植培养，测定其基因序列后确定突变位点，筛选出纯合突变体。在此基础上再对已确定的纯合体进行批量种植，对该纯合突变体植株的开花时间以及莲座叶数目的变化进行统计，与野生型进行比较。从而确定该突变对植物的影响，为后续其他研究奠定一定的基础。

关键词：RT-PCR，纯合突变体，开花时间，莲座叶

一、文献综述

开花的过程是高等植物从营养生长转化成生殖发育必经的一个重要过程，诱导其开花，涉及到基因遗传因素和外界因素，由复杂的信号传导途径调控。调控植物开花的一些关键基因，其编码的蛋白质对成花过程有重要作用。近年来,随着拟南芥全基因组序列测定的完成,在双子叶模式植物拟南芥中,开花诱导机理研究取得了显著进展,控制拟南芥开花诱导过程中的一些主干途径已经探明。研究也表明,开花基因在拟南芥、水稻以及其他高等植物之间具有很高的保守性。虽然拟南芥中控制开花诱导的主要途径已基本明晰,但仍大都局限于基因和基因间作用，完全揭示其错综复杂的网络信号传导途径仍是一个极富挑战性的课题。 本文参照了调控开花的相关基因，成花的调控途径，环境影响胁迫植物开花的机制，拟南芥突变的形态差异等方面的研究进展。对调控高等植物花发育转化过程相关机制研究现状进行了综述。

高等植物的开花诱导过程由遗传基因和外界因素共同作用，是开花基因按照一定的时间和空间表达的结果。植物的顶端分生组织在这个过程中的作用必不可少，它位于茎与根的主轴和侧枝的顶端,按特定的方式不断分裂分化，形成植物的不同器官且发育成一定的形态。虽然不同的高等植物形态上有很大的差异，但是它们在生理学上有一定的规律性和相似性：当植物营养生长达到一定阶段后, 光照、温度、水分、营养等外界条件,尤其是光照会刺激植物叶片产生成花物质或信号,成花物质或信号通过输导组织被运输到茎尖,刺激并启动顶端分生组织细胞内决定开花诱导基因的表达,促成植物的成花决定态,成花决定态可以被一些细胞获得, 这些细胞达到一定数量即发生质变而表现为组织的成花决定。这些细胞使营养分生组织转换成有性分生组织,扁平的生长锥逐步突起,形成花原基,花原基形成的同时又会产生抑制顶端分生组织向叶、节和节间分化的物质,最终完成整个开花过程。

随着生物技术的不断发展，拟南芥全基因组序列测定的完成,开花诱导机理研究取得了显著进展,控制拟南芥开花诱导过程中的一些主要途径已经探明。这些调控途径彼此独立又相互交联，形成了具有精密调控功能的成花调控网络。最新研究表明在拟南芥中，主要涉及 ６ 条调控途径：春化途径、光周期途径、赤霉素途径、自主途径、温度途径和年龄途径。光周期途径通过响应日长变化调控开花时间，春化途径通过响应长期低温而促进植物开花，自主途径对开花的调控不受环境信号的影响，环境温度途径通过响应环境高温促进开花，而环境低温则延迟开花。赤霉素途径主要通过响应内源发育信号和激素水平来调节开花时间，但是也有研究表明盐胁迫会影响植物体内的赤霉素水平，从而影响植物的开花。植物中有一些表观遗传因子不依赖于春化、光周期、赤霉素等途径，而仅与年龄的增长相关，能独立调控成花。

研究表明在干旱、ＵＶ 辐射和机械胁迫下，植物会提早开花，迅速的完成生活史以保证后代的繁衍。这是因为在自然界中，植物可能经常会受到周围环境变化（干旱和盐害等）的胁迫，促使其在进化的过程形成了复杂的调控机制来适应恶劣的环境。一般情况下，植物有２种策略来适应胁迫。第一种：耐受（通过减缓生长速度，通过生物量的积累增加自身对外界胁迫的耐受力）。第二种：逃避（通过早开花早结实，尽快发育完成生活史而逃避胁迫，同时保证后代的繁衍）。影响植物正常生长的各种环境因子同时存在，而且相互作用，所以不同环境胁迫常会同时发生，例如干旱的发生通常都会伴随着温度的升高。对于多种环境胁迫，植物并未表现出多种形态来适应，所以植物有可能通过相同的机制来适应不同的胁迫并调节开花时间，通过调控相同的基因或者蛋白来发挥作用。不同的环境胁迫对植物开花时间的影响存在交互作用，既有协同作用，也有拮抗作用。协同作用的途径之间可能存在相似的作用机制或者相同的作用因子；而拮抗作用的途径之间可能通过对同一作用因子进行上调或下调的相反作用来实现的，因此我们在进行研究时可以通过寻找相似之处和共同作用因子，来深入了解植物的开花机制。

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