Роль гена WOX5 в контроле пролиферации и дифференцировки клеток на модели органогенеза клубеньков бобовых растений

• Автор: Осипова, Мария Александровна
• Шифр специальности: 03.02.07, 03.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1. Регуляция пролиферации клеток в регулярных апикальных меристемах

растений

1.1. Факторы, регулирующие пролиферацию клеток у растений.

1.2. Меристемы растений, стволовые клетки и принцип организации ниши

стволовых клеток

1.3. Транскрипционные факторы семейства УОХ и их роль в развитии

растений

1.3.1. Ген VI в рефляции активности меристемы побега

1.3.1.1. Система VV и ее роль в поддержании стволовых клеток

растений
1.3.1.2. Взаимодействие VI с цитокинином в меристеме побега
1.3.2. Роль гена VX5 в меристеме корня
1.3.2.1. Покоящийся центр и стволовые клетки в меристеме корня
1.3.2.2. Взаимодействие гена VX5 и гормонов в меристеме
1.3.3. Другие гены семейства ЦОХи их роль в развитии растений.
1.3.4. Роль рецепторных V1подобных киназ и нептидов в развитии
растений
2. Регуляция пролиферации клеток в меристемах, образующихся v в
ностэмбриогенезе
2.1. Развитие бокового корня
2.2. Развитие азотфиксирующих клубеньков у бобовых растений
2.2.1. Органогенез симбиотического клубенька
2.2.2. Молекулярногенетический контроль развития симбиоза
3 2.2.3. Роль цитокинина и ауксина в развитии клубенька
2.2.4. Авторегуляция клубснькообразования
2.2.5. Связь программы развития клубенька и бокового корня
Заключение
Глава II. Материалы и методы
1. Растительный материал
2. Условия выращивания растений
3. Штаммы микроорганизмов
4. Векторы и генетические конструкции
5. Среды и условия культивирования бактерий
6. Выделение растительной Д1ТК
7. Клонирование фрагментов ДНК
8. Получение компетентных клеток . i
9. Выделение илазмидной ДНК
. Секвенирование ДНК
. Выделение растительной РНК
. Анализ экспрессии генов с помощью ОТПЦР
. Количественный анализ экспрессии генов с помощью ОТПЦР с
детекцией в реальном времени
. Получение генетической конструкций для локального анализа экспрессии
гена X5
. Получение генетической конструкций для искусственного подавления
экспрессии гена X5 с помощью РНКинтерференции X5i.
. Получение компетентных клеток . i
. Трансформация растений с помощью . i
. Анализ активности репортерного белка бетаглюкуронидазы в
трансгенных тканях растений
. Получение срезов тканей растений. Микроскопический анализ
. Статистические методы и компьютерные программы, используемые в
работе.
Глава III. Результаты и обсуждение
1. Изучение экспрессии гена VX5 при развитии клубенька
1.1. Идентификация гена 0X5 у гороха.
1.2. Анализ экспрессии гена 0X5 при развитии клубенька
1.3. Локальный анализ активности гена 0X5 при органогенезе клубеньков.
1.4. Изучение клубенькообразования у растений с искусственным подавлением экспрессии 0X5 VX5i.
2. Изучение взаимодействия 0X5 и компонентов системы СЬАУАТА при развитии клубенька.
2.1. Изучение экспрессии гена 0X5 при развитии клубеньков у суперклубенькообразующих мутантов
2.1.1. Количественный анализ экспрессии РяОХ5 у супер клубенькообразующих мутантов гороха
2.1.2. Сравнительный анализ локализации экспрессии гона VX5 у люцерны дикого типа и суперклубснькообразующсго мутанта шппЗ с нарушением системы СЬАУАТА
2.2. Анализ влияния СЬЕпептидов на клубенькообразование и экспрессию гона 0X5 у растений дикого типа и су пер клубенькообразующих мутантов
2.2.1. Определение последовательности СЬЕпсптида, специфичного для клубеньков, у гороха
2.2.2. Анализ влияния сверхэкспрессии СЬЕпептидов на клубенькообразование и экспрессию гена 0X5 у гороха дикого типа и суперклубенькообразующих мутантов гороха чут, зут и пос
2.2.3. Анализ влияния сверхэкспрессии гена М1СЬЕ, кодирующего клубеньковый СЬЕпептид, на экспрессию гона 0X5 у
суперклубенькообразующего мутанта люцерны яиппЪ.
Заключение
Вы воды
Список использованной литературы


Также известно, что гены семейства X экспрессируются в меристемах специализированных органов например, при морфогенезе клубеньков бобовых растений при симбиозе с бактериями ризобиями, однако их роль в формировании подобных меристем практически не изучена. Большинство данных о механизмах, за счет которых гены X регулируют пролиферацию клеток, получено для апикальной меристемы побега. В меристеме побега вовлечен как в локальную, так и в системную регуляцию пролиферации клеток. Известно, что в меристеме побега такая регуляция осуществляется через взаимодействие транскрипционного фактора с системой V и компонентами каскада сигнальной трансдукции, регулируемой цитокинином. Транскрипционный фактор стимулирует деления клеток, непосредственно регулируя экспрессию генов, кодирующих регуляторы цитокининового сигнального каскада ii типа, обеспечивая локальное усиление действия цитокинина в тканях гормона, стимулирующего пролиферацию ii . V3 член семейства пептидов, недавно охарактеризованных регуляторных пептидов, которые рассматривают как новый класс пептидных гормонов растений. Связывание лиганда запускает сигнальный каскад, приводящий к подавлению экспрессии , и, как следствие, к ограничению пролиферации клеток в меристеме. Взаимодействие V обеспечивает регуляцию тонкого баланса пролиферации и дифференцировки клеток в меристеме. Для апикальной меристемы достаточно хорошо изучена роль в регуляции пролиферации клеток. Однако роль паралога гена , гена X5, экспрессирующегося в других типах меристем, и механизм его действия практически не исследован. Как показали исследования на модельном объекте, арабидопсисе, продукты генов и X5 функционально эквивалентны . На основании сходства выполняемых функций можно предположить схожий механизм действия регуляторов и X5. Vподобной системой в меристеме корня пептид компонент системы V ограничивает область экспрессии X5 в меристеме корня таким же образом, как V3 ограничивает область экспрессии гена в меристеме побега i, . Участие других компонентов системы V гомологов рецепторного комплекса V1V2 в ограничении экспрессии X5 в меристеме корня к настоящему времени не показано. Одним из примеров формирования такого типа меристемы является органогенез клубенька, образующегося на корнях бобовых растений при симбиозе с почвенными бактериями ризобиями. Формированиег клубеньков у бобовых растений происходит в результате дедифференцировки и реактивации делений клеток корня. Этот процесс представляет собой уникальную модель для изучения механизмов, рефляции деления и дифференцировки клеток у растений. Известны данные о том, что в процесс развития клубенька может быть, вовлечен ген X5, однако функция и механизм действия гена. X5 в развитии клубенька остаются неизученными. Кроме того, совсемнедавно было показано. V вовлечены в авторегуляцию клубенькообразования с помощью которой растение, контролирует численность клубеньков. В частности, одним из компонентов, системы,. V1 у арабидопсиса , . Мутация по этому гену приводит к нарушению1 системного контроля клубенькообразования, и как следствие к формировании избыточного количества клубеньков суперклубенькообразующему фенотипу. Кроме того совсем недавно у бобовых были выявлены пептиды, специфичные для клубеньков, которые могут быть вовлечены в авторегуляцию с участием системы V i . X. В пользу такого предположения свидетельствуют данные о том, что в меристеме корня пептид ограничивает область экспрессии X. Использование модели развития клубенька у бобовых растений позволяет изучить роль гена X5 при формировании меристем v, и позволяет исследовать взаимосвязь гена X5 с компонентами системы V V1подобный рецептор, пептиды при развитии клубенька. Изучение особенностей регуляции экспрессии X5 при развитии клубенька позволит разрешить вопрос о существовании общих механизмов контроля пролиферации и дифференцировки клеток в апикальных меристемах и при развитии специализированных органов клубеньков. Цель работы изучение роли меристемспецифичного гена X5 при развитии клубенька.