Взаимодействие генетических и фитогормональных факторов в контроле развития растений

• Автор: Кавай-оол, Урана Николаевна
• Шифр специальности: 03.02.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 334 с. : ил.

Посвящается

светлой памяти моих дорогих родителей

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. Особенности развития цветка и использование коллекции мутантов АгаЫйорь'к ИгаНапа для создания генетических схем регуляции морфогенеза цветка

1.1. Формирование флоральной меристемы

1.2. Гомеозисные гены цветка А. (каНапа

1.3. АВС- и обновленная АВСОЕ-модели морфогенеза цветка АлНаИапа

1.4. Молекулярные механизмы АВСЕ-модели (модели «квартет») и транскрипционная регуляция А-, В- и С-генов с участием генов £ЕУ и/или VIJS
2. Генетический контроль поддержания АМ побега Я. ИгаИапа
2.1. Генетический контроль образования АМ побега на эмбриональной стадии развития
2.2. Генетический контроль поддержания АМ побега на постэмбриональной стадии развития
2.3. Молекулярные механизмы поддержания меристемы в постэмбриональном развитии побега. Эволюционные аспекты
3. Генетическая регуляция полярного транспорта ауксина и его роль в контроле морфогенеза побега
3.1. Роль генов, контролирующих синтез ауксина, в создании градиентов его концентрации
3.2. Гены притока и оттока ауксина из клетки
3.3. Роль генов, контролирующих отток ауксина, в эмбриональном и постэмбриональном развитии растений
Заключение к обзору литературы
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
1. Растительный материал
2. Методы исследования
2.1. Выращивание Л. ЛаНапа в асептической и почвенной культуре

2.2. Морфометрический анализ
2.3. Сканирующая электронная микроскопия
2.4. Генетический анализ и картирование
2.5. Анализ генных взаимодействий
2.6. Физиологические методы
2.7. Анализ активности репортёрного гена GUS
2.8. Создание мутантных линий, несущих химерный ген GUS с промоторами ключевых генов морфогенеза A.thaliana
ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
ИІ.1. Изучение новых мутантов A.thaliana (L.) Heynh. из коллекции кафедры генетики МГУ
1. Изучение нового аллеля гена APETALA
1.1. Наследование ар 1-20 и анализ аллелизма с мутацией арі-l
1.2. Особенности морфологии мутанта apl-
1.3. Молекулярная структура аллеля apl-
1.4. Анализ распределения ауксина в растениях мутантов арі-20 и ар 1-1 с использованием слитого гена DR5::GUS
2. Изучение новых аллелей гена LEAFY
2.1. Анализ аллелизма ljy-107 и lfy-109 с мутациями lfy-5 и lfy-
2.2. Сравнительный анализ морфологии мутантов Ify
2.3. Анализ распределения ауксина в растениях мутантов
lfy-107 и lfy-109 с использованием слитого гена DR5::GUS
3. Изучение роли генов FIMBR1ATA PETIOLES 1 и FIMBRIATA PETIOLES2 в контроле морфогенеза побега
3.1. Генетический анализ новых мутацийfipl и fip
3.2. Сравнительный анализ морфологии мутантов fipl и fip
3.3. Анализ взаимодействия генов F1P1 H.FIP2 с генами AS1 и AS
3.4. Анализ взаимодействия гена F1P1 с генам CLV1 и CLV
3.5. Анализ взаимодействия гена FIP1 с геном ABRJP1D1 и генами А-, В- и С-классов цветка (API, АР2, АРЗ, PI и AG)
4. Изучение роли гена FASCIATA 4 в контроле развития побега
4.1. Наследование и аллелизм fas4 с мутациями clvl, clv2, clv3 и fasl-1
4.2. Особенности морфологии мутанта fas
4.3. Анализ взаимодействия гена FAS4 с генами API и АР
5. Изучение роли гена MINI2 в контроле развития побега
AG-H-n^^ir
Рисунок 5. Регуляция терминации СК ФМ по принципу обратной связи (из Sharma et al., 2003). Вверху схематично показана недетерминированная AM побега (SAM), с доменами экспрессии генов CLV3 и WUS. Внизу схематично показана ФМ в развитии. Экспрессия генов LFY и WUS в молодой ФМ (внизу слева) активирует транскрипцию гена AG в центре развивающегося цветка. Белки WUS и LFY связываются с цис-элементами во 2-ом экзоне AG (нижний рис). После инициации развития карпелл (са) в центре ФМ ген AG и дополнительный фактор (X) подавляют экспрессию WUS и терминируют ФМ (справа).
Позднее в развитии цветка, AG подавляет экспрессию WUS в центре цветка, таким образом, терминирует ФМ (рис. 5). У мутантов ag отмечается продолжительная экспрессия гена WUS в центральной части цветка ответственного за продолжение пролиферации флоральной меристемы в центре цветка. Кроме того, LFY и WUS позитивно регулируют экспрессию AG в Ш-ей и IV-ой мутовках, в отличие от негативных регуляторов экспрессии AG - гена АР2 и еще двух транскрипционных корепрессоров - LEUNIG (LUG) и SEUSS (SEU), которые предотвращают эктопическую экспрессию AG в двух внешних мутовках (Liu и Meyerowitz, 1995; Elliot et al., 1996; Klucher et al., 1996).
LFY действует в сочетание с UNUSUAL FLORAL ORGANS (UFO) для активации экспрессии гена АРЗ (В-класс) во П-ой и III-ей мутовках (Parcy et al., 1998). UFO экспрессируется динамично во время развития цветка, на стадиях