细胞生物学课件

CottonGhCKIdisruptsnormalmalereproductionbydelayingtapetumprogrammedcelldeathviainactivatingstarchsynthase,Author：LingMin,LongfuZhu*XianlongZhang*,ThePlantJournal,Publishedonline13May2013,anther：花药tapetum：绒毡层,主要内容,摘要,Antherinfertility(不育症)underhightemperature(HT)conditionsisacriticalfactor（关键因素）contributingtoyieldloss（产量损失）incotton.Alteredcarbohydratemetabolism（碳水化合物代谢）ordisruptedtapetal（绒毡层）programmedcelldeath(PCD)underlieanthersterility（不育）.GhCKImaybeakeyregulatoroftapetalPCDandantherdehiscence（开裂）,withthepotentialtofacilitate（促进）regulationofHTtolerance（耐受性）incrops.,CompanyLogo,研究背景及目的,Increasingmeanglobaltemperaturesposeaseriousproblemthathasalreadyaffectedcropyield（作物产量）.Heatstressacceleratescropdevelopment.Thetapetumisindirectcontactwithdevelopingmalegametophytes（雄性配子体）andsecretes（分泌）enzymesforthereleaseofmicrospores（小孢子）fromthetetrads（四分体）.,CompanyLogo,研究背景及目的,Asakinaseinvolvedinsugarsignaling（信号传导）andregulationofcelldeath,weconsideredCKIasaputative（假定的）targetgeneforimprovingantherfertility（生育力）underHTconditions.ToobtaininsightintothemechanismsofHT-inducedantherabortion（败育）,weisolated（分离）thecottonGhCKIgeneusinggeneexpressionprofiling（基因表达分析）andinvestigated（研究）itspossiblefunctionalrolesindelayingtapetalPCDandcontributingtoantherindehiscence（闭蒴性、不裂性）.,研究与设计,GhCKI的分离和表征拟南芥和高温敏感型棉花的花药在高温暴露后诱导GhCKI表达GhCKI造成雄性不育与剂量的关系GhCKI的过量表达造成花药不裂可能直接导致雄性不育GhCKI的过量表达抑制花药绒毡层细胞的凋亡GhCKI过量表达及其基因网络调控花药发育的改变GhCKI抑制淀粉合成酶的活性的影响GhCKI的过量表达可能扰乱脱落酸和过氧化氢的体内平衡,GhCKI的分离和表征,在高温条件下,两种极端棉花品系的花药败育的机制,高温条件下,常温条件下,GhCKI的分离和表征,在高温条件下,两种极端棉花品系的花药败育的机制,系统进化树分析,多序列比对,GhCKI的分离和表征,在高温条件下,两种极端棉花品系（84021和H05）的花药败育的机制,基因表达分析,基因表达的位置,CompanyLogo,拟南芥和高温敏感型棉花的花药在高温暴露后诱导GhCKI表达。,为了进一步探索GhCKI的表达模式,将PGhCKI:GUS导入到拟南芥中,CompanyLogo,拟南芥和高温敏感型棉花的花药在高温暴露后诱导GhCKI表达。,为了进一步探索GhCKI的表达模式,将PGhCKI:GUS导入到拟南芥中,CompanyLogo,拟南芥和高温敏感型棉花的花药在高温暴露后诱导GhCKI表达。,为了进一步探索GhCKI的表达模式,将PGhCKI:GUS导入到拟南芥中,CompanyLogo,拟南芥和高温敏感型棉花的花药在高温暴露后诱导GhCKI表达。,为了进一步探索GhCKI的表达模式,将PGhCKI:GUS导入到拟南芥中,RNA原位杂交法,GhCKI造成雄性不育与剂量的关系,两个转基因棉花品系,GhCKI造成雄性不育与剂量的关系,六个独立的转基因拟南芥品系,GhCKI造成雄性不育与剂量的关系,通过蛋白质印迹的方法证实了GhCKI蛋白质在OE15-7和OE25-6的蓓蕾期的积累。免疫印迹结果还表明在野生型的蓓蕾中同源AtCKL蛋白质水平很低,这与磷酸化活性测定的结果一致,GhCKI造成雄性不育与剂量的关系,与野生型相比,高表达量品系OE15-7显示出多向性的表型,GhCKI造成雄性不育与剂量的关系,GhCKI过量表达的品系的雄性不育是剂量效应,PAtCKL2:GUS植物,GhCKI的过量表达造成花药不裂可能直接导致雄性不育,10-14阶段的花药形态存在差异,扫描电镜观察野生型与OE15-7的花粉粒,GhCKI的过量表达造成花药不裂可能直接导致雄性不育,10-14阶段的花药形态存在差异,GhCKI的过量表达造成花药不裂可能直接导致雄性不育,在花药裂开的期间，内层壁不增厚,观察到了扁平和扭曲的表皮细胞,CompanyLogo,GhCKI的过量表达抑制花药绒毡层细胞的凋亡,彗星实验定量分析PCD造成的DNA断裂含量,用TUNEL检测花药中核DNA断裂,CompanyLogo,GhCKI的过量表达抑制花药绒毡层细胞的凋亡,透射电子显微镜比较分析：OE15-7花药表现出异常的花粉发育与不完整的外膜结构；在野生型和OE25-6绒毡层中,表现出的线粒体内部液泡化,核膜核仁逐渐消失；相反,在OE15-7绒毡层中,线粒体结构正常,核膜和核仁清晰可见。,GhCKI过量表达及其基因网络调控花药发育的改变,qRT-PCR分析stage1-10的花药中7个与绒毡层后期发育以及功能有关的基因在OE15-7的表达量显著降低,GhCKI抑制淀粉合成酶的活性的影响,在花药蓓蕾期的第9和10阶段，GhCKI的积累可能抑制碳水化合物的分解和运输,但会促进碳水化合物的利用,GhCKI抑制淀粉合成酶的活性的影响,在酵母中淀粉合成酶(GBSS1和UDPG)与GhCKI的相互作用与双分子荧光互补(BiFC)分析,ADP葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和结合淀粉合成酶(gbs)的活性被明显的抑制了,GhCKI的过量表达可能扰乱脱落酸和过氧化氢的体内平衡,在OE15-7的蓓蕾的整个发育过程中发现，脱落酸的含量有明显的增加,在Stage8时，OE15-7蓓蕾中的过氧化氢含量明显高于野生型和OE25-6的，而在stage9-10时则正好相反,GhCKI的过量表达可能扰乱脱落酸和过氧化氢的体内平衡,在OE15-7蓓蕾的早期，脱落酸的过度积累是由于脱落酸的生物合成增强和脱落酸的代谢下降造成的；脱落酸和活性氧在GhCKI过量表达的植物的绒毡层细胞凋亡中可能起着一定的作用。,CompanyLogo,总结与讨论,在高温条件下，GhCKI可能是绒毡层发育的关键调节器GhCKI参与碳水化合物代谢,调节脱落酸和活性氧的体内平衡,延迟花