报告题目: 锌指蛋白通过植物激素控制拟南芥表皮细胞形成和发育的作用机制

报告时间: 2012年6月7日（星期四）上午09:30时

报告地点: 上海交通大学生命科学技术学院3-105会议室

报告人：Prof. Yinbo Gan

Ph.D. Professor of Molecular Agrobiology

College of Agriculture and Biotechnology

Zhejiang University

报告人工作背景介绍：

拟南芥植物表皮毛和根毛细胞发育与信号调控及其作用机制；拟南芥控制种子萌发基因的克隆和功能验证；水稻氮素吸收利用效率与根系分布及侧根和根毛细胞的形成与发育的分子作用机制；水稻秸秆的消化和生物能源的研究及农业生物关键基因挖掘与功能确定。

A. 拟南芥GIS 基因家族功能基因组研究

植物表皮毛细胞是研究植物细胞形成及发育模式细胞，它是植物与环境之间一道屏障，有防止水分散失的作用，植物表皮毛合成的代谢物质，不仅可防止其它生物啃食和起驱虫剂的作用，而且其提取物可广泛用于医药、食品、烟草、牙膏及化妆品。例如，青蒿表皮毛细胞所合成次生代谢物质青蒿素可有效治疗疟疾，从薄荷表皮毛细胞中提取薄荷醇，可用于卷烟、化妆品及香科中。因此，研究植物表皮毛细胞形成及发育,有重要学术意义和实际应用价值。我们的主要研究成果包括在世界上首次克隆通过赤霉素调节和控制植物的地上部分，特别是茎上分枝表皮毛及的 GIS 基因。GIS基因主要通过调节控制控表皮毛基因的关键基因GL1 和GL3的表达量，来控制表皮毛的形成。其研究结果以第一作者身份发表著名植物学杂志《The Plant Cell》 （2006, 18(6):1383-1395）。此后，我们又克隆整合细胞分裂素和赤霉素信号共同调节控制植物花上表皮毛的 GIS2 基因和控制植物茎上叶片表皮毛的 ZFP8 基因，率先在世界上建立了赤霉素和细胞分裂素通过GIS家族基因调控植物表皮毛形成的分子模型, 在植物激素控制表皮毛细胞形成和发育的研究方面，在世界上处于领先地位。相关研究成果以第一作者身份发表在生物学顶级刊物《Development》（2007, 134(11): 2073-2081）。 《Development》期刊在这一期，把这篇文章作为重点论文进行了的专题介绍：Introduction for this paper: Plant hormones get the GISt( Development 2007, 134: 1105).此外，我们还研究和发现了DELLA 基因，通过调控无毛基因GL1和GIS表达量控制植物表皮毛的形成和发育作用机制，这项研究工作的结果,第一作者身份发表植物学顶级刊物《Plant Physiology》（2007, 145(3):1031-1042）。最近，申请者实验室，克隆一个GIS亚家族基因ZFP5，发现ZFP基因也通过赤霉素来调控茎上叶片表皮毛的形成，其作用机制为通过直接调控ZFP8基因表达量控制茎上表皮毛细胞形成。相关研究成果也通讯作者身份发表在的作用机制植物学顶级刊物《Plant Physiology》 （2011, 157(2):673-682）及《Plant Singaling & Behavior》 （2011，6:1959-1962； 2012， 7:28-30。此外，申请者实验室还发现GIS通过赤霉素调控控制植物茎上叶片表皮毛分支的形成。相关研究成果已通讯作者发表在植物学顶级刊物《Plant & Cell Physiology》（2012, 531(2):457-469）上。 这些研究成果在揭示了植物激素通过GIS家族基因通过植物激素调控控制表皮毛细胞形成的分子作用机制，完善了我们建立的赤霉素和细胞分裂素通过GIS家族基因调控植物表皮毛形成的分子模型, 进一步巩固申请者在植物激素控制表皮毛细胞形成和发育的研究方面的世界领先地位。

 

B.拟南芥控制种子萌发SPT 和 PIL5基因的克隆与功能研究

种子萌发是植物生命周期的开始，种子的萌发取于自身条件和环境条件。适宜的温度、一定的水分和充足的空气及一段时间休眠期是种子萌发所必须的外部条件。 SPT和PIL5是通过赤霉素控制种子萌发的两个重要转录子。其中，PIL5还是选择性剪接基因。选择性剪接是细胞生物体产生复杂蛋白的一个重要机制。 研究内容：以拟南芥模式作物为研究对象, 研究SPT和PIL5如何通过赤霉素和脱落酸调节和控制种子萌发作用机制, 及研究和筛选受赤霉素和脱落酸调节和控制,与种子萌发及SPT和PIL5 相关的基因. 应用Dex-诱导转基因，载体T-DNA，RNAi抑制技术和基因芯片技术，研究SPT和PIL5的作用底物及是否SPT和PIL5直接与GA3ox1 基因结合控制种子萌发。