植物繁殖器官與雌雄配子體發(fā)育

SePeCaStCBABSEP3SePeCaStCBABSEP3SePeCaStCBABSEP3SePeCaStCBABSEP3第四章DevelopmentofFloralReproductiveOrgansandGametophytes花繁殖器官和配子體的發(fā)育當前第1頁\共有40頁\編于星期四\2點DiagramofeventsingametophytedevelopmentandfertilizationStamen(雄蕊)Pistil(雌蕊）減數(shù)分裂有絲分裂配子體配子當前第2頁\共有40頁\編于星期四\2點當前第3頁\共有40頁\編于星期四\2點Chapter3

DevelopmentofFloralReproductiveOrgansandGametophytes3.1雄蕊和雄配子體的發(fā)育3.2雄性不育現(xiàn)象分析3.3雌蕊的發(fā)育3.4雌蕊發(fā)育的基因調控3.1雄蕊和雄配子體的發(fā)育1)花藥的發(fā)育

2)花粉的發(fā)育當前第4頁\共有40頁\編于星期四\2點被子植物的雄配子體發(fā)育雄配子體在花藥中發(fā)育成花粉粒當前第5頁\共有40頁\編于星期四\2點Wheretheantherdevelopsfrom?1)花藥的發(fā)育花藥產生于雄蕊原基當前第6頁\共有40頁\編于星期四\2點雄蕊原基當前第7頁\共有40頁\編于星期四\2點Wheretheantherdevelopsfrom?1)花藥的發(fā)育花藥產生于雄蕊原基L1L2L3雄蕊原基表皮小孢子母細胞絨氈層外層絨氈層內層維管組織花藥TA56(tapetum56)TA29當前第8頁\共有40頁\編于星期四\2點TA56(tapetum56)TA292)花粉的發(fā)育當前第9頁\共有40頁\編于星期四\2點T:絨氈層PG:花粉2)花粉的發(fā)育spermcells小孢子發(fā)生花粉形成并最終釋放生殖細胞營養(yǎng)細胞當前第10頁\共有40頁\編于星期四\2點spermcellsWhatisthesignificancefortheasymmetricdivision（不對稱分裂）?2)花粉的發(fā)育Horvitz(1992)認為這種分裂為決定性分裂，它為花粉粒的進一步發(fā)育和花粉管的生長提供了養(yǎng)分和能源，進而將精細細胞運送到胚囊中當前第11頁\共有40頁\編于星期四\2點在番茄中Lat52基因僅在花粉發(fā)育后期較大的營養(yǎng)細胞中表達。2)花粉的發(fā)育

Eady等(1995)將Lat52的啟動子與GUS融合，轉化煙草。Lat52GUS當前第12頁\共有40頁\編于星期四\2點2)花粉的發(fā)育Lat52:GUS(高濃度秋水仙素)：花粉細胞不分裂，至花粉發(fā)育后期Lat52照樣表達。當前第13頁\共有40頁\編于星期四\2點2)花粉的發(fā)育Lat52:GUS(低濃度秋水仙素)：當前第14頁\共有40頁\編于星期四\2點2)花粉的發(fā)育在番茄中，發(fā)現(xiàn)Lat52基因僅在花粉發(fā)育后期較大的營養(yǎng)細胞中表達。Eady等(1995)將Lat52的啟動子與GUS融合，轉化煙草。Lat52:GUS(高濃度秋水仙素)：花粉細胞不分裂，至花粉發(fā)育后期Lat52照樣表達。Lat52:GUS(低濃度秋水仙素)：花粉對稱分裂，Lat52在兩個相同的細胞中表達，兩個細胞均發(fā)育為營養(yǎng)細胞。?當前第15頁\共有40頁\編于星期四\2點2)花粉的發(fā)育?細胞不對稱分裂，是兩個子細胞分化的前提條件。Muschieffietal.將Lat52的反義基因導入番茄。結果：Pollensterile?當前第16頁\共有40頁\編于星期四\2點Chapter16

DevelopmentofFloralReproductiveOrgansandGametophytes3.1雄蕊和雄配子體的發(fā)育3.2雄性不育現(xiàn)象分析3.3雌蕊的發(fā)育3.4雌蕊發(fā)育的基因調控3.1雄蕊和雄配子體的發(fā)育3.2雄性不育現(xiàn)象分析當前第17頁\共有40頁\編于星期四\2點16.2雄性不育現(xiàn)象分析16.2雄性不育現(xiàn)象分析1)雄性不育的概念

2)雄性不育的分類雄性不育:

植株由于不能產生正常的花藥、花粉或雄配子而導致不育的現(xiàn)象。雄性不育的意義：ForplantkingdomForhuman當前第18頁\共有40頁\編于星期四\2點16.2雄性不育現(xiàn)象分析16.2雄性不育現(xiàn)象分析1)雄性不育的概念

2)雄性不育的分類1）細胞質雄性不育2）細胞核不育：顯性核不育隱性核不育廣泛應用三系線粒體-細胞核互作嵌合基因當前第19頁\共有40頁\編于星期四\2點玉米T-型不育系

T-urf13編碼13KD多肽，位于線粒體內膜上。

當前第20頁\共有40頁\編于星期四\2點玉米T-型不育系

T-urf13編碼13KD多肽，位于線粒體內膜上。

16.2.1細胞質雄性不育當前第21頁\共有40頁\編于星期四\2點玉米T-型不育系

T-urf13編碼13KD多肽，位于線粒體內膜上。 不育系有兩個恢復基因：Rf1和Rf2。Rf2已克隆,編碼一種線粒體醛脫氫酶。作用機理還不清楚。16.2.1細胞質雄性不育當前第22頁\共有40頁\編于星期四\2點矮牽牛不育基因pcf：線粒體genome中的嵌合基因,編碼25KD多肽。該多肽干擾植株氧化過程中的電子傳遞。16.2.1細胞質雄性不育當前第23頁\共有40頁\編于星期四\2點16.2雄性不育現(xiàn)象分析16.2雄性不育現(xiàn)象分析1)雄性不育的概念

2)雄性不育的分類1）細胞質雄性不育2）細胞核不育：顯性核不育隱性核不育隱性核不育：占核不育的90%。光溫敏核不育水稻長日下不育,短日可育；剛剛被華中農業(yè)大學和華南農業(yè)大學的水稻研究組分別克隆。當前第24頁\共有40頁\編于星期四\2點當前第25頁\共有40頁\編于星期四\2點3)TA29人工雄性不育煙草花藥絨氈層特異表達基因TA29細菌RNase基因Barnase抗除草劑基因Bar1)

TA29:Barnase-35S:Bar

Tobacco:當前第26頁\共有40頁\編于星期四\2點煙草花藥絨氈層特異表達基因TA29細菌RNase基因Barnase抗除草劑基因Bar

TA29R/++,Malesterile,herbicideresistant2)TA29R/++X++/++ Halfmalesterile,halfmalefertileRNase抑制基因BR(Barnaserepressgene)TA29:BR3)TA29R/++XTA29:BR

NormalF1hybridplants1)

TA29:Barnase-35S:Bar

Tobacco:Herbicide當前第27頁\共有40頁\編于星期四\2點Chapter16DevelopmentofFloralReproductiveOrgansandGametophytes3.1雄蕊和雄配子體的發(fā)育3.2雄性不育現(xiàn)象分析3.3雌蕊的發(fā)育3.4雌蕊發(fā)育的基因調控3.1雄蕊和雄配子體的發(fā)育3.3雌蕊的發(fā)育當前第28頁\共有40頁\編于星期四\2點7.3雌蕊的發(fā)育雌蕊由一個心皮或多個心皮融合后發(fā)育而來。連接在一起的表皮細胞脫分化,并發(fā)育成胎座；心皮上端向上延伸形成長短各異的花柱和柱頭。Pistildevelopment成熟的雌蕊包括柱頭、花柱和子房,子房里著生胚珠1)心皮的發(fā)育當前第29頁\共有40頁\編于星期四\2點被子植物的雌配子體發(fā)育雌配子體在胚珠中發(fā)育成胚囊當前第30頁\共有40頁\編于星期四\2點FlowerpistilinArabidopsisandtomatoatanthesis當前第31頁\共有40頁\編于星期四\2點Chapter16DevelopmentofFloralReproductiveOrgansandGametophytes3.1雄蕊和雄配子體的發(fā)育3.2雄性不育現(xiàn)象分析3.3雌蕊的發(fā)育3.4雌蕊發(fā)育的基因調控當前第32頁\共有40頁\編于星期四\2點BEL1突變?yōu)閎el1:珠被發(fā)育為心皮3.4雌蕊發(fā)育的基因調控bel1Why?當前第33頁\共有40頁\編于星期四\2點Bel1:編碼同源異形區(qū)轉錄因子,先在胚珠原基中表達,隨后僅在珠心和珠柄相鄰處表達。珠心和珠柄相鄰處是內、外珠被發(fā)生區(qū)域；Bel1突變?yōu)閎el1，則內珠被不能發(fā)育,外珠被繼續(xù)心皮的發(fā)育路線。Homeo-box3.4雌蕊發(fā)育的基因調控當前第34頁\共有40頁\編于星期四\2點Ray等(1994)：

35S:AG 野生型植株(BEL1) bel1表型Why?HowtoisolatemorepistilspecificgenesusingtheinformationfromABCmodelinplants?3.4雌蕊發(fā)育的基因調控BEL1bel1當前第35頁\共有40頁\編于星期四\2點MADSbox基因作探針Angenentetal.,1995:若干同源cDNA(FBP7和FBP11)表達部位？原位雜交-在雌蕊中心及發(fā)育中的胚珠表達結構？

MADSboxbindingprotein功能？ 轉基因：35S:FBP7---3.4雌蕊發(fā)育的基因調控矮牽牛雌蕊cDNA文庫35S:FBP7HowaboutFBP11?當前第36頁\共有40頁\編于星期四\2點MADSbox基因作探針Angenentetal.,1995:若干同源cDNA(FBP7和FBP11)3.4雌蕊發(fā)育的基因調控矮牽牛雌蕊cDNA文庫HowaboutFBP11?Ecotopicformationofovulelikestructuresonthesepals35S:FBP11Sepal當前第37頁\共有40頁\編于星期四\2點3.4雌蕊發(fā)育的基因調控BEL1FBPANTSINOVMMEI…當前第38頁\共有40頁\編于星期四\2點Tensofgenescontrollingembyros