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158 21(2) 为材料,研究了光和4种GAs突变体对拟南芥种子萌发影响的相互关系,结果发现,光对拟南芥 种子萌发的促进主要是提高了种子对GAs反应的敏感性而不是增加GAs的生物合成。 Agrawa1等(2001)在水稻中已经成功地分离出一种Tos17-转座子诱导母体发芽(非休眠表 现型)的突变体,并发现这种突变体缺失玉米黄质环氧化酶基因,而这种酶与B合成途径有 关,从而说明ABA对控制种子休眠也有非常重要的作用,另外,Frey等(1999)通过基因工程 调节番茄种子玉米黄质环氧化酶的表达,也发现此酶的过量表达导致种子休眠程度加深,而通 过反义RNA技术“敲除”编码这种酶的基因就产生种子休眠减轻表型。同时Debeaujon等 (2000)发现ABA生物合成抑制剂(如norf1uora2on)促讲种子萌发。这些结果不但证实了 ABA与种子休眠有关,而且也表明吸胀种子在维持休眠的过程中内部处于一种活动而非静止状 态,如ABA合成。这些研究弥补了以前仅强调ABA在种子发育中的作用 Raz等(2001)通过对番茄种子成熟突变体leafy cotyledon(lcc)、fusca3.(fus3)和abi3 的详细研究后发现三者经历早熟萌发的时间不同,LC1和FS3位点可能调控发育停滞,这些 基因突变可能导致非成熟胚的连续生长。而ABA代表了另一种抑制萌发机理,它在控制种子休 眠的时间上比前两者要晚一些,并对LC1和P凡S3位点所控制的发育停滞起加快作用。 突变体也成功运用在油菜素类固醇(BRs)对种子萌发影响的研究上。在拟南芥种子中, BR去黄化突变体(det2)和BR不敏感突变体(bri)种子萌发都降低,但即使没有油菜素类固 醇,种子最终也会萌发。与GAs比较而言,油菜素类固醇(BRs)并不是萌发必需的条件,这 说明油菜素类固醇和GAs通过不同的途径和机理调节种子萌发(Steber and McCourt,2001) 这与Gerhard(2001)的研究结果一致,他认为油菜素类固醇可能直接通过增加环生长势来促讲 种子萌发。 Steber等(1998)在拟南芥种子中分离出一种突变体sleepy(slyl),这种突变体表现严重 的萌发缺陷,与赤霉素营养缺陷型非常相似.但突变体(s1y1)引起的萌发抑制不能被外源 Gs解除,因此,SLY1已经被推测是种子感受赤霉素信号的一个关键因子,另外一个引起萌 发势显著降低的突变体是comatose(cts),虽然cts植物的形态学没有改变,但成熟的cts植物 种子对外源GAs没有反应,因此,Russe11等(2O00)认为CTS位点促进种子萌发势增加并抑制 胚休眠,可能与种子特异性GAs信号传递有关。 除了那些直接影响胚而与控制休眠和萌发有关的突变体外,一些通过种皮或母性因素而影 响种子休眠的突变体也已被发现。Debeaujon等(2000)将种皮突变体ttg(这种突变体种皮粘 质液减少)转入到GAs缺乏(gal)的拟南芥种子中,种子不需外源赤霉素也能进行萌发,说 明种皮对抑制胚根出现有重要作用。“敲除”Dof AfFECTING GERMINATIONI(DAGI)基 因(编码一种与DNA结合的转录因子)的种子突变体引起休眠减轻.DAGI基因来自母株遗传 而进入发育种子(Papi et al.,2000),与其他引起休眠减轻的突变体相比较,这种表型效果由 母性基因决定。 3基因表达模式在种子休眠和萌发中的研究 除了使用突变体进行识别并克隆与种子休眠和萌发有关的特异性基因外,依靠基因表达模 式识别也是一种很有效的方法。这就需要准确寻找萌发特异表达的基因或重点放在那些可能与158 21(2) 为材料,研究了光和4种GAs突变体对拟南芥种子萌发影响的相互关系,结果发现,光对拟南芥 种子萌发的促进主要是提高了种子对GAs反应的敏感性而不是增加GAs的生物合成。 Agrawal 等(2001)在水稻中已经成功地分离出一种Tos17-转座子诱导母体发芽(非休眠表 现型)的突变体,并发现这种突变体缺失玉米黄质环氧化酶基因,而这种酶与ABA合成途径有 关,从而说明ABA对控制种子休眠也有非常重要的作用。另外,Frey等(1999)通过基因工程 调节番茄种子玉米黄质环氧化酶的表达,也发现此酶的过量表达导致种子休眠程度加深,而通 过反义RNA技术“敲除”编码这种酶的基因就产生种子休眠减轻表型。同时Debeaujon等 (2000)发现ABA生物合成抑制剂(如norfluorazon)促进种子萌发。这些结果不但证实了 ABA与种子休眠有关,而且也表明吸胀种子在维持休眠的过程中内部处于一种活动而非静止状 态,如ABA合成。这些研究弥补了以前仅强调ABA在种子发育中的作用。 Raz等(2001)通过对番茄种子成熟突变体leafy cotyledon(lec)、fusca3(fus3)和abi3 的详细研究后发现三者经历早熟萌发的时间不同。LEC1和FUS3位点可能调控发育停滞,这些 基因突变可能导致非成熟胚的连续生长。而ABA代表了另一种抑制萌发机理,它在控制种子休 眠的时间上比前两者要晚一些,并对LEC1和FUS3位点所控制的发育停滞起加快作用。 突变体也成功运用在油菜素类固醇(BRs)对种子萌发影响的研究上。在拟南芥种子中, BR去黄化突变体(det2)和BR不敏感突变体(bri)种子萌发都降低,但即使没有油菜素类固 醇,种子最终也会萌发。与GAs比较而言,油菜素类固醇(BRs)并不是萌发必需的条件,这 说明油菜素类固醇和GAs通过不同的途径和机理调节种子萌发(Steber and McCourt,2001)。 这与Gerhard (2001)的研究结果一致,他认为油菜素类固醇可能直接通过增加胚生长势来促进 种子萌发。 Steber等(1998)在拟南芥种子中分离出一种突变体sleepy1(sly1),这种突变体表现严重 的萌发缺陷,与赤霉素营养缺陷型非常相似。但突变体(sly1)引起的萌发抑制不能被外源 GAs解除。因此,SLY1已经被推测是种子感受赤霉素信号的一个关键因子。另外一个引起萌 发势显著降低的突变体是comatose(cts),虽然cts植物的形态学没有改变,但成熟的cts植物 种子对外源GAs没有反应。因此,Russell 等(2000)认为CTS位点促进种子萌发势增加并抑制 胚休眠,可能与种子特异性GAs信号传递有关。 除了那些直接影响胚而与控制休眠和萌发有关的突变体外,一些通过种皮或母性因素而影 响种子休眠的突变体也已被发现。Debeaujon等(2000)将种皮突变体ttg(这种突变体种皮粘 质液减少)转入到GAs缺乏(ga1)的拟南芥种子中,种子不需外源赤霉素也能进行萌发,说 明种皮对抑制胚根出现有重要作用。“敲除”Dof AFFECTING GERMINATION1(DAG1)基 因(编码一种与DNA结合的转录因子)的种子突变体引起休眠减轻。DAG1基因来自母株遗传 而进入发育种子(Papi et al.,2000),与其他引起休眠减轻的突变体相比较,这种表型效果由 母性基因决定。 3 基因表达模式在种子休眠和萌发中的研究 除了使用突变体进行识别并克隆与种子休眠和萌发有关的特异性基因外,依靠基因表达模 式识别也是一种很有效的方法。这就需要准确寻找萌发特异表达的基因或重点放在那些可能与
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