拟南芥CLE19多肽信号通路下游因子的鉴定及其在根分生组织维持中的功能研究

植物茎尖和根分生组织是植物所有器官的来源，在植物一生中其茎尖和根分生组织始终维持在一个恒定的大小。目前的研究表明，CLV3多肽在茎尖分生组织的维持中发挥重要作用，CLE19及CLE40多肽在根分生组织维持中扮演重要角色，但对于这些信号通路的研究还不甚深入。我们的工作旨在通过Microarry的方法寻找拟南芥根中对CLE19多肽迅速响应的基因，并对其进行深入研究。已经完成的Microarry结果显示，有57个基因受CLE19多肽处理上调，28个基因受CLE19多肽处理下调。我们将对其中的WRKY转录因子和LRR受体激酶进行深入研究，通过T-DNA插入突变体及过量表达分析它们在CLE19多肽信号通路中的作用，进而阐明它们是如何介导CLE19多肽信号在根分生组织维持中发挥作用的。同时尝试阐明这些基因所介导的CLE19信号通路与生长素在根分生组织维持中的信号通路间是否存在相互作用。

多肽类激素在植物生长发育和抗逆多个过程发挥重要作用。CLV3是目前研究较为清楚的一个植物多肽激素，在茎尖干细胞维持过程中发挥信号分子作用。CLV3所在的CLV3/ESR (CLE)多肽激素家族在拟南芥中有32个成员，功能大部分未知，由于功能域的高度保守且编码基因较小，目前尚无有效方法对该类小分子多肽激素进行功能研究。.过量表达CLE19多肽及体外施加CLE19多肽均能导致拟南芥根分生组织消亡，根变短，利用Microarray的方法，我们对CLE19多肽激素响应的下游基因进行了筛选，并进行了real-time PCR 验证，发现这些基因对CLE19多肽的响应与Microarray的结果基本一致，只是响应时间相对滞后7-71hr。但这些基因的T-DNA插入突变体与野生型植物类似，对CLE19多肽处理均表现出敏感表型。.我们尝试建立一种有效的技术对小分子多肽激素功能进行研究。通过二维氨基酸置换的方法，我们发现CLV3的CLE结构域第6位甘氨酸（Gly，G）被苏氨酸（Thr，T）置换后并转化野生型植物，高达70%的转基因植物能够产生很强的类似clv3突变体的显性负突变效果，称为拮抗多肽技术。同时，我们将丙氨酸置换后的CLV3转化clv3-2突变体，得到CLV3的CLE结构域12个氨基酸对CLV3功能的贡献图。.利用拮抗多肽技术对CLE家族成员之一CLE19多肽的研究发现，自身启动子驱动的CLE19G6T转基因植物表现出早期和晚期胚胎败育两种表型，进一步分析发现败育胚珠胚囊大小变异较大、胚乳细胞化进程变慢等。CLE19只在胚胎特异表达，而胚乳异位表达CLE19和CLE19G6T同样能够产生类似的胚胎败育表型。多肽激素在胚胎胚乳发育过程中的作用目前尚未见报道，我们的研究结果暗示CLE19多肽激素作为信号分子可能参与了胚胎胚乳协调发育的过程。