細(xì)胞生物學(xué)課件

CottonGhCKIdisruptsnormalmalereproductionbydelayingtapetumprogrammedcelldeathviainactivatingstarchsynthase,Author：LingMin,LongfuZhu*XianlongZhang*,ThePlantJournal,Publishedonline13May2013,anther：花藥tapetum：絨氈層,主要內(nèi)容,摘要,Antherinfertility(不育癥)underhightemperature(HT)conditionsisacriticalfactor（關(guān)鍵因素）contributingtoyieldloss（產(chǎn)量損失）incotton.Alteredcarbohydratemetabolism（碳水化合物代謝）ordisruptedtapetal（絨氈層）programmedcelldeath(PCD)underlieanthersterility（不育）.GhCKImaybeakeyregulatoroftapetalPCDandantherdehiscence（開裂）,withthepotentialtofacilitate（促進(jìn)）regulationofHTtolerance（耐受性）incrops.,CompanyLogo,研究背景及目的,Increasingmeanglobaltemperaturesposeaseriousproblemthathasalreadyaffectedcropyield（作物產(chǎn)量）.Heatstressacceleratescropdevelopment.Thetapetumisindirectcontactwithdevelopingmalegametophytes（雄性配子體）andsecretes（分泌）enzymesforthereleaseofmicrospores（小孢子）fromthetetrads（四分體）.,CompanyLogo,研究背景及目的,Asakinaseinvolvedinsugarsignaling（信號(hào)傳導(dǎo)）andregulationofcelldeath,weconsideredCKIasaputative（假定的）targetgeneforimprovingantherfertility（生育力）underHTconditions.ToobtaininsightintothemechanismsofHT-inducedantherabortion（敗育）,weisolated（分離）thecottonGhCKIgeneusinggeneexpressionprofiling（基因表達(dá)分析）andinvestigated（研究）itspossiblefunctionalrolesindelayingtapetalPCDandcontributingtoantherindehiscence（閉蒴性、不裂性）.,研究與設(shè)計(jì),GhCKI的分離和表征擬南芥和高溫敏感型棉花的花藥在高溫暴露后誘導(dǎo)GhCKI表達(dá)GhCKI造成雄性不育與劑量的關(guān)系GhCKI的過(guò)量表達(dá)造成花藥不裂可能直接導(dǎo)致雄性不育GhCKI的過(guò)量表達(dá)抑制花藥絨氈層細(xì)胞的凋亡GhCKI過(guò)量表達(dá)及其基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)控花藥發(fā)育的改變GhCKI抑制淀粉合成酶的活性的影響GhCKI的過(guò)量表達(dá)可能擾亂脫落酸和過(guò)氧化氫的體內(nèi)平衡,GhCKI的分離和表征,在高溫條件下,兩種極端棉花品系的花藥敗育的機(jī)制,高溫條件下,常溫條件下,GhCKI的分離和表征,在高溫條件下,兩種極端棉花品系的花藥敗育的機(jī)制,系統(tǒng)進(jìn)化樹分析,多序列比對(duì),GhCKI的分離和表征,在高溫條件下,兩種極端棉花品系（84021和H05）的花藥敗育的機(jī)制,基因表達(dá)分析,基因表達(dá)的位置,CompanyLogo,擬南芥和高溫敏感型棉花的花藥在高溫暴露后誘導(dǎo)GhCKI表達(dá)。,為了進(jìn)一步探索GhCKI的表達(dá)模式,將PGhCKI:GUS導(dǎo)入到擬南芥中,CompanyLogo,擬南芥和高溫敏感型棉花的花藥在高溫暴露后誘導(dǎo)GhCKI表達(dá)。,為了進(jìn)一步探索GhCKI的表達(dá)模式,將PGhCKI:GUS導(dǎo)入到擬南芥中,CompanyLogo,擬南芥和高溫敏感型棉花的花藥在高溫暴露后誘導(dǎo)GhCKI表達(dá)。,為了進(jìn)一步探索GhCKI的表達(dá)模式,將PGhCKI:GUS導(dǎo)入到擬南芥中,CompanyLogo,擬南芥和高溫敏感型棉花的花藥在高溫暴露后誘導(dǎo)GhCKI表達(dá)。,為了進(jìn)一步探索GhCKI的表達(dá)模式,將PGhCKI:GUS導(dǎo)入到擬南芥中,RNA原位雜交法,GhCKI造成雄性不育與劑量的關(guān)系,兩個(gè)轉(zhuǎn)基因棉花品系,GhCKI造成雄性不育與劑量的關(guān)系,六個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)基因擬南芥品系,GhCKI造成雄性不育與劑量的關(guān)系,通過(guò)蛋白質(zhì)印跡的方法證實(shí)了GhCKI蛋白質(zhì)在OE15-7和OE25-6的蓓蕾期的積累。免疫印跡結(jié)果還表明在野生型的蓓蕾中同源AtCKL蛋白質(zhì)水平很低,這與磷酸化活性測(cè)定的結(jié)果一致,GhCKI造成雄性不育與劑量的關(guān)系,與野生型相比,高表達(dá)量品系OE15-7顯示出多向性的表型,GhCKI造成雄性不育與劑量的關(guān)系,GhCKI過(guò)量表達(dá)的品系的雄性不育是劑量效應(yīng),PAtCKL2:GUS植物,GhCKI的過(guò)量表達(dá)造成花藥不裂可能直接導(dǎo)致雄性不育,10-14階段的花藥形態(tài)存在差異,掃描電鏡觀察野生型與OE15-7的花粉粒,GhCKI的過(guò)量表達(dá)造成花藥不裂可能直接導(dǎo)致雄性不育,10-14階段的花藥形態(tài)存在差異,GhCKI的過(guò)量表達(dá)造成花藥不裂可能直接導(dǎo)致雄性不育,在花藥裂開的期間，內(nèi)層壁不增厚,觀察到了扁平和扭曲的表皮細(xì)胞,CompanyLogo,GhCKI的過(guò)量表達(dá)抑制花藥絨氈層細(xì)胞的凋亡,彗星實(shí)驗(yàn)定量分析PCD造成的DNA斷裂含量,用TUNEL檢測(cè)花藥中核DNA斷裂,CompanyLogo,GhCKI的過(guò)量表達(dá)抑制花藥絨氈層細(xì)胞的凋亡,透射電子顯微鏡比較分析：OE15-7花藥表現(xiàn)出異常的花粉發(fā)育與不完整的外膜結(jié)構(gòu)；在野生型和OE25-6絨氈層中,表現(xiàn)出的線粒體內(nèi)部液泡化,核膜核仁逐漸消失；相反,在OE15-7絨氈層中,線粒體結(jié)構(gòu)正常,核膜和核仁清晰可見。,GhCKI過(guò)量表達(dá)及其基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)控花藥發(fā)育的改變,qRT-PCR分析stage1-10的花藥中7個(gè)與絨氈層后期發(fā)育以及功能有關(guān)的基因在OE15-7的表達(dá)量顯著降低,GhCKI抑制淀粉合成酶的活性的影響,在花藥蓓蕾期的第9和10階段，GhCKI的積累可能抑制碳水化合物的分解和運(yùn)輸,但會(huì)促進(jìn)碳水化合物的利用,GhCKI抑制淀粉合成酶的活性的影響,在酵母中淀粉合成酶(GBSS1和UDPG)與GhCKI的相互作用與雙分子熒光互補(bǔ)(BiFC)分析,ADP葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和結(jié)合淀粉合成酶(gbs)的活性被明顯的抑制了,GhCKI的過(guò)量表達(dá)可能擾亂脫落酸和過(guò)氧化氫的體內(nèi)平衡,在OE15-7的蓓蕾的整個(gè)發(fā)育過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，脫落酸的含量有明顯的增加,在Stage8時(shí)，OE15-7蓓蕾中的過(guò)氧化氫含量明顯高于野生型和OE25-6的，而在stage9-10時(shí)則正好相反,GhCKI的過(guò)量表達(dá)可能擾亂脫落酸和過(guò)氧化氫的體內(nèi)平衡,在OE15-7蓓蕾的早期，脫落酸的過(guò)度積累是由于脫落酸的生物合成增強(qiáng)和脫落酸的代謝下降造成的；脫落酸和活性氧在GhCKI過(guò)量表達(dá)的植物的絨氈層細(xì)胞凋亡中可能起著一定的作用。,CompanyLogo,總結(jié)與討論,在高溫條件下，GhCKI可能是絨氈層發(fā)育的關(guān)鍵調(diào)節(jié)器GhCKI參與碳水化合物代謝,調(diào)節(jié)脫落酸和活性氧的體內(nèi)平衡,延遲花