SMB基因在拟南芥细胞脱分化中的作用及机制研究

植物细胞经历脱分化可以形成具有分生能力的胚性细胞，个体发育中侧根的发生、组织培养形成愈伤等都涉及到细胞脱分化。脱分化是愈伤组织形成的关键环节，但植物细胞脱分化的分子机制尚不清晰。为了分离鉴定植物细胞脱分化相关基因，我们前期以拟南芥脱分化突变体kyp-2叶柄为材料，与野生型叶柄对照，鉴定出脱分化相关基因SMB（SOMBRERO）。本课题拟进一步分析SMB基因在脱分化进程中的表达模式以及表达量的变化；利用显微及亚显微技术分析验证SMB基因缺失或过表达对拟南芥细胞脱分化进程的影响；通过互补测验分析证明SMB基因能够恢复kyp-2突变体的脱分化能力，从而鉴定SMB基因在拟南芥细胞脱分化进程中的作用；并通过染色质免疫共沉淀分析SMB基因转录活性是否受H3K9、H3K4甲基化修饰的调控。通过本课题，为植物细胞脱分化分子机制深入研究奠定基础，为组织培养技术的广泛应用提供理论依据和支持。

植物细胞具有全能性，经历脱分化后可以形成具有分生能力的胚性细胞，个体发育中侧根的发生、组织培养形成愈伤等都涉及到细胞脱分化。近些年，植物细胞脱分化的分子机制研究取得了一定的进展，但是仍未分离和鉴定出参与植物细胞脱分化的特定基因。. 本课题利用affymetrix芯片及生物信息学技术分析拟南芥细胞脱分化过程中差异表达基因，筛选出脱分化候选基因SMB(SOMBRERO)。. 观察分析拟南芥细胞脱分化过程中SMB基因表达量及smb-3突变体叶柄细胞微结构变化，发现SMB基因受激素诱导，smb-3突变体脱分化能力减弱；分析35S::SMB转基因植株体叶柄外脱分化过程中叶柄细胞微结构的变化，SMB基因过表达，拟南芥细胞脱分化过程中愈伤组织形成增多，脱分化进程加快，认为SMB基因在拟南芥脱分化中发挥重要作用；进一步分析细胞脱分化过程中其同源基因BRN2表达量变化，结果显示BRN2的表达受激素影响，但与SMB基因在拟南芥细胞脱分化中无明显作用。. 本实验结果表明SMB促进拟南芥细胞脱分化过程，在拟南芥脱分化过程中发挥重要作用。