不同浓度PIC继代的EC间,生长素信号转导相关基因的表达水平具有明显差异。与1.5 mg/L PIC继代的材料相比,1.0 mg/L PIC处理的材料生长素下游信号负转录调控因子AUX/IAA呈现增强趋势;而2.0 mg/L PIC处理的材料其信号呈现下降趋势,生长素受体蛋白TIR1表达量下降,生长素负调控转录因子AUX/IAA上调表达(见图7-56),以上结果说明PIC浓度偏高或偏低其生长素信号负转录调控因子都呈现上调表达而减弱IAA信号对下游基因的表达调控。在各样品对比间差异表达基因的KEGG生长素信号注释途径中,各相关基因的表达水平如表7-12所示。在2.0 mg/L PIC处理的材料中TIR 1基因下调表达,调控因子ARF大多下调表达;而在1.5与2.0 mg/L PIC处理的材料中AUX/IAA都呈现上调表达趋势。因此外源PIC浓度偏高时,内源IAA信号可能存在一个信号反馈调控作用减弱细胞对外源生长素信号的敏感性。
图7-56 不同浓度PIC继代的百子莲胚性愈伤组织间生长素信号转导途径中的基因差异表达变化
(a)PIC_1.5_EC vs PIC_1.0_EC (b)PIC_1.5_EC vs PIC_2.0_EC
红色边框代表上调,绿色边框代表下调
表7-12 不同浓度PIC继代的百子莲胚性愈伤组织间生长素信号转导途径中相关基因列表
∗Sample A:PIC_1.5_EC vs PIC_1.0_EC;Sample B:PIC_1.5_EC vs PIC_2.0_EC.
对百子莲愈伤组织及不同浓度PIC继代的EC组织的生长素信号相关基因进行综合分析,IAA信号相关基因中包括:生长素合成(IAA amido synthetase,IAA beta-glucosyltransferase)、运输(auxin efflux carrier component,auxin transport protein)及受体蛋白(TIR1)相关基因,信号转导途径中主要包括auxin-induced protein,AUX/IAA与ARF家族蛋白(见表7-13)。百子莲EC与愈伤组织相比,生长素的运输(auxin transport protein)与输出(auxin efflux carrier)均呈现上调表达,受体蛋白TIR1的表达量也持续上升,生长素信号负调控因子AUX/IAA家族的IAA 20、IAA 26、IAA 30与IAA 4均呈现下调表达,转录激活子ARF家族蛋白表现出上调表达,以上结果说明在愈伤组织发育到胚性愈伤组织的过程中生长素的运输与调控作用明显增强。而在不同浓度PIC继代的EC之间,PIC 1.5 vs PIC 1.0对比结果中生长素输出(auxin efflux carrier)作用减弱,ARF家族蛋白表达增强;PIC 1.5 vs PIC 2.0对比结果中IAA 20表达增强。这进一步证明外源PIC浓度偏低内源生长素信号会增强,而PIC浓度偏高内源生长素信号会受到抑制。
从百子莲愈伤组织诱导成胚性愈伤组织,以及不同浓度PIC继代保持体细胞胚性的整个过程中都由外源PIC进行调控。在对所有样品进行比转录组的分析后,筛选出生长素信号差异表达基因。在百子莲体细胞胚性诱导和保持的过程中,生长素下游调控信号中主要包括TIR 1,IAA 4,IAA 26,IAA 20,IAA 30,ARF 1与ARF 2,其各功能基因包括的家族成员如图7-57所示。
图7-57 百子莲胚性愈伤组织间生长素信号转导途径中的基因差异表达变化(www.xing528.com)
表7-13 百子莲愈伤组织与胚性愈伤组织间生长素信号相关基因列表
(续表)
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