【摘 要】
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赤霉素不仅对植物的种子萌发、叶片伸展和开花结果有重要的影响,而且在茎秆的发育过程中扮演关键的角色。它的生物合成受到多种酶的调控,其中赤霉素3-氧化酶(GA3OX)是关键的
【机 构】
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暨南大学生命科学技术学院生物工程学系,中国科学院青岛生物能源与过程研究所,北京旭阳化工技术研究院有限公司
【基金项目】
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中国科学院知识创新工程项目(编号:KSCX2-EW-J-10);中科院“百人计划”项目(编号:428)资助
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赤霉素不仅对植物的种子萌发、叶片伸展和开花结果有重要的影响,而且在茎秆的发育过程中扮演关键的角色。它的生物合成受到多种酶的调控,其中赤霉素3-氧化酶(GA3OX)是关键的限速酶,备受重视。拟南芥AtGA3OX基因由4个成员组成,其中AtGA3OX1和AtGA3OX2基因在茎中超量表达,可能与茎的发育有关。目前,尚未见到AtGA3OX1、AtGA3OX2基因调控次生细胞壁增厚的报道。文章以拟南芥AtGA3OX1和AtGA3OX2基因双突变体atga3ox1atga3ox2为材料,系统研究了AtGA3OX1和AtGA3OX2基因对次生细胞壁的影响。结果表明:同时突变AtGA3OX1和AtGA3OX2基因不仅显著抑制了茎秆次生细胞壁纤维细胞的增厚(对导管细胞没有影响),而且也明显降低了次生细胞壁3个组分(纤维素、半纤维素和木质素)的含量。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)进一步分析次生细胞壁3个组分生物合成基因及相关的转录因子的表达情况,结果显示这些基因在双突变体中均受到显著影响,表明拟南芥AtGA3OX1和AtGA3OX2基因可能是通过调控这些转录因子进而调控了次生细胞壁的加厚。研究结果为基因工程调控拟南芥AtGA3OX1、AtGA3OX2基因(或其他物种同源基因),进而增强粮食作物抗倒伏性和提高能源植物纤维生物质量提供了理论依据。
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