水曲柳2個PLT轉錄因子基因的克隆及表達分析

丁一巍 詹亞光* 張佳薇 何利明

(1.東北林業(yè)大學林木遺傳育種國家重點實驗室，哈爾濱 150040； 2.東北林業(yè)大學生命科學學院，哈爾濱 150040)

PLT(Plethora)為AP2/ERF型轉錄因子，其在根發(fā)育過程中起到了建成根尖分生組織細胞的作用[1～2]，在擬南芥根發(fā)育過程中通過響應生長素的累積而轉錄，同時其活性又能調控生長素的極性運輸和生物合成，以直接控制生長素水平，形成一個反饋調節(jié)環(huán)來維持穩(wěn)定的生長素濃度和根尖干細胞龕的位置[3～5]。

近些年，隨著模式植物根發(fā)育研究的深入，發(fā)現有兩個遺傳途徑調控擬南芥根尖分生組織干細胞龕，并共同決定干細胞的命運：一個是依賴生長素和PLT濃度梯度的途徑[1]；另一個是調控根尖皮層和內皮層的SCR(SCARECROW)-SHR(SHORT-ROOT)途徑[6～7]。有研究表明，在PLT途徑中有兩條通路影響著PLT轉錄因子基因的表達：一條是由酪氨酸磺基轉移酶TPST(tyrosylprotein sulfotransferase)[6]和根分生生長因子RGFs(root meristem growth factor)共同介導的調控通路[8]，另一條是由生長素響應因子ARFs(auxin response factors)介導的根發(fā)育通路[9～10]。這兩條獨立的通路都是通過PINs(pin-formed)家族蛋白介導生長素極性運輸來實現的，它們轉運生長素，使其形成一定的濃度梯度，作用于下游的PLT基因。最終實現PLT途徑與SCR途徑協(xié)同調控根尖分生組織中的靜止中心QC(quiescent center)，進而決定根尖分生組織細胞的命運[11～12]。有研究報道發(fā)現，PLT蛋白存在劑量效應，生長素的梯度分布能夠引起PLT表達的差異：高水平的PLT活性維持干細胞特性，低水平PLT活性誘導干細胞子細胞的有絲分裂活動，更低水平的PLT活性才可促使細胞分化[1～2,13]。在PLT轉錄因子當中，PLT1和PLT2通過在根尖干細胞龕周邊形成的濃度梯度來維持根尖分生組織細胞的形態(tài)[1～2]。……