摘要
众所周知植物细胞具有全能性的特征，而以植物细胞全能性为基础的植物离体再生体系已被广泛应用于许多植物物种中。植物离体再生体系中器官的发育命运主要取决于生长素/细胞分裂素的比例。适宜的生长素/细胞分裂素比例可以诱导愈伤组织形成，而高的细胞分裂素/生长素比例促进芽的诱导，反之则利于根的发生。愈伤组织诱导是植物离体再生的首要步骤，是植物体细胞发生命运转变和多能性获得的过程。近期的研究表明外植体的中柱鞘细胞或类中柱鞘细胞通过根的发育通路起始多能性的愈伤组织，一些调控愈伤组织形成的侧根发育相关因子被相继发现。然而关于中柱鞘细胞愈伤组织形成能力的调控机制仍不清楚。 我们实验室前期发现了超长链脂肪酸及其衍生物作为信号分子限制中柱鞘细胞的分生能力，进而抑制愈伤组织的形成。在此基础上，对愈伤组织形成能力增强的突变体3-ketoacyl-CoAsynthase1（kcs1-5）进行了EMS(ethylmethanesulfonate)诱变并筛选得到了一系列愈伤组织形成能力减弱的候选突变体，初步命名为suppressorofkcs1(sok)。为解析超长链脂肪酸或其它信号调控愈伤组织形成能力的分子机制，本课题对8个候选sok突变体进行了鉴定和分析。首先，通过对8个纯合突变体遗传背景鉴定获得7个kcs1-5背景的sok突变体，并将这7个kcs1-5背景的sok突变体与亲本kcs1-5进行二次回交和多次自交，最终获得4个愈伤组织表型一致且能够稳定遗传的突变体，分别命名为sok6-8、sok10-13、sok31-1和sok58-5。随后对这4个sok突变体进行一系列表型和遗传分析:一方面观察并分析了其地上器官的发育表型，结果发现sok6-8和sok10-13突变体均出现子叶发育、花瓣膨大存在缺陷且表现早花表型，且sok10-13突变体还表现出植株弱小表型;而sok31-1突变体子叶发育明显增快，叶片膨大且呈现螺旋卷曲表型;sok58-5突变体子叶发育存在严重缺陷，并表现早花表型。另一方面，在诱导愈伤组织培养基上，这4个突变体的根部愈伤组织形成能力存在不同程度减弱。进一步的遗传分析显示，sok6-8和sok58-5为单基因控制的隐性突变体，而sok31-1为单基因控制的显性突变体。我们进一步通过sok58-5与Ler杂交获得克隆群体并进行基因定位，将SOK58基因定位于第四号染色体0.63Mb的区段内，对其突变体和其亲本的全基因组重测序显示，该区间在突变体中存在9个有义突变和若干个内含子发生突变，目前对sok58-5的遗传互补实验正在进行中。 综上所述，我们不仅通过遗传筛选，发现了愈伤组织形成能力减弱的4个突变体，明确了它们在诱导愈伤组织培养基上愈伤组织形成表型和地上及地下器官发育表型，并推测了可能参与的发育调控过程。通过对sok58-5进行基因定位和全基因组重测序，初步定位了SOK58基因并正在进行其遗传互补实验。该工作为进一步探索超长链脂肪酸或其它信号参与调控愈伤组织形成能力的分子机制奠定了基础。
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