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1、分子量调节剂的机理胚珠发育的分子机理植物学通报 2005,22(4):396￣407胚珠发育的分子机理①１1宿红艳② １王 磊 ２张宪省(烟台师范学院生命科学学院烟台264025)2(山东农业大学生命科学学院泰安271018)摘要胚珠是研究器官形态发生和模式建成遗传分子机理的一个理想系统。近年来,关于胚珠特征的决定、模式建成、珠被形态建成和胚囊形成等发育事件分子机理的研究取得了重要进展,初步建立了胚珠发育的基因调控模型。同时,离体花器官再生系统为研究激素调控胚珠发育的机理提供了有效途径。本文对拟南芥(Arabidopsisthaliana)胚珠发育的分子调控机制进行了综述
2、。关键词胚珠,突变体,基因表达,激素TheMolecularandGeneticControlofOvule33Morphogenesis11SUHong-Yan②1WANGLei2ZHANGXian-Sheng2(CollegeofLifeSciences,YantaiNormalUniversity,Yantai264025)(CollegeofLifeSciences,ShandongAgriculturalUniversity,Tai’an271018)AbstractTheovulehasbeenusedasanexcellentmodelsystemtostudymorp
3、hogenesisandorganogenesis.Progresshasbeenmadeininvestigatingthemolecularmechanismsofseveralaspectsofovuledevelopment,suchasidentitycontrol,earlypatternformation,integumentmorphogenesis,andembryosacdevelopment.Ageneticnetworkthatcontrolstheovuledevel-opmentprocessispresented.Inaddition,theinvitr
4、ofloralregenerationsystemisusefulforstudyingtheregulationofovuledevelopmentbyplanthormones.Thispaperreviewstheprogressmadeintheinvestigationofovuledevelopment.KeywordsOvule,Mutant,Geneexpression,Hormone胚珠作为雌配子体的载体,33是种子的前身,在被子植物有性生殖过程中起重要作用。胚珠的发育过程伴随着显著的形态变化,并且相关基因一旦发生突变,往往造成雌性不育,该特点为进行遗传分析提供了极
5、大的方便。因此,胚珠的发育为研究器官的形态发生和模式建成机理提供了一个理想的研究系统(Gasseretal.,1998;Schneitzetal.,1998b;Schneitz,1999;Jiirgens,2001)。本文将主要以拟南芥为例对胚珠发育的分子机理做一简要综述。1胚珠的发育受精前的拟(Arabidopsisthaliana)南芥①国家自然科学基金项目(30270651)和烟台师范学院校基金项目(043302)资助。②通讯作者。Authorforcorrespondence.E-mail:suhongyan66@126.com收稿日期:2004-06-02接受日期:2004
6、-07-27责任编辑:孙冬花2005宿红艳等:胚珠发育的分子机理397胚珠属于倒生胚珠,包括珠心、珠被和珠柄。胚珠原基来自于心皮内侧的胎座分生组织。原基的前端发育成珠心,后端形成珠柄。内、外两层珠被先后以环状从珠心基部起始,向上生长将珠心包围,仅在顶端留下一孔,即珠孔。伴随珠被的生长,胚囊在珠心内发育成熟。胚囊的发育过程可分为大孢子发生和雌配子体发育两个阶段。成熟的胚囊内含有单倍体的卵细胞和由两个极核融合形成的中央细胞核,33它们在受精之后分别发育成胚和胚乳,而珠被则发育成种皮(Schneitzetal.,1995)。借助于光学显微镜和激光共聚焦显微镜等观察手段,Schneitz等(
7、1995)对处于不同发育时期的胚珠进行观察,将胚珠的整个发育过程分为胚珠发育早期、大孢子发生、雌配子体发生和受精后发育4个阶段(表1),并以拟南芥为例详细描述了每个发育阶段的形态特征,为今后对胚珠发育进行系统的分子遗传学分析奠定了基础。2胚珠发育的遗传控制及基因表达为便于研究分析,将胚珠的发育过程分为4个时期:胚珠原基特征的决定、原基模式的建成、珠被的形态建成及胚囊的形成(Schneitzetal.,1995)。人们通过化学诱变、转座子和T-DNA插入诱变
