牵牛花花瓣衰老基因的表达

1、Gene expression in opening and senescing petals of morning glory(Ipomoea nil) owersTetsuya Yamada Kazuo Ichimura Motoki Kanekatsu Wouter G. van Doorn 任从容一、摘要 为了促进对程序性细胞死亡的理解，科学家们从牵牛花花瓣中隔离出几个与衰老相关的基因。样品取自封闭萌芽阶段，以增加可见衰老。放线菌素D，一种转录的抑制剂，如果在开花四小时前事先加入，可以抑制可见衰老的发生。 分离出的基因都表现出上调，两种细胞壁相关基因的早期上调，一种编码伸展蛋白和一种咖

2、啡酰辅酶A-3-O-甲基转移酶，参与木质素的生产。另一种pectinacetylesterase 在花开之后被上调，可能参与细胞壁的降解。 一些验证过的基因与与已发表的SAGs显示高度的同源性可能涉及再转移过程：醇脱氢酶和三个半胱氨酸蛋白酶。一个转录编码富亮氨酸重复序列的受体蛋白激酶，推定参与信号转导。另一个转录编码的14-3-3蛋白质，也是一个蛋白激酶。 两个基因显然之前没有与衰老相关：第一个编码一个假定的SEC14，这是需要高尔基囊泡运输；第二个是一个假定的共济失调-2，已经涉及到RNA的代谢。后者的诱导已证明导致细胞死亡在酵母中，由于缺陷肌动蛋白灯丝形成。 这些基因中的可能作用在程序性细

3、胞死亡进行了讨论。二、简介 衰老是受高度管制和已知的众多基因的控制之下的。衰老可以通过发起一个环境信号，如白天的长度缩短落叶乔木的温带落叶。它也可以被细胞外部的植物信号所诱导，例如表明缺乏矿物质或水的信号。 时间可见花瓣衰老对每个物种是特定的，而且似乎是由花瓣细胞内的基因在调控的。 随着时间推移，可以看到一些物种的花瓣衰老受内源性的乙烯调控，然而在其他物种是受独立的乙烯调控。 在超微结构水平，花瓣衰老的特征消失，最初，内质网和附着核糖体，并通过质体和高尔基体的消失。相比之下，线粒体和细胞核保持到晚期。自噬过程通过在中的各种细胞器的降解来表达，液泡膜破裂，以及随后整个细胞的自溶。 衰老过程中表现

4、出增强表达的基因被称为衰老相关的基因。在这里，我们将使用术语衰老相关基因(SAGs)。 许多SAGs已经在衰老花瓣中被发现，如萱草、水仙 、矮牵牛等。 在花的开放和衰老过程中也一直在使用微阵列分析。 科学家们使用牵牛花，该物种在几个以往的花瓣衰老的研究中使用过。先前确定的程序性细胞死亡（PCD;这里取为同义至衰老）的不同的可见症状的时间线和过程，如DNA降解，染色质浓缩和核碎裂。目的是联系认证过的SAGs表达的可见衰老的症状，并在一定的在所述已知的变化细胞水平。 该实验是为了推进我们对PCD的理解和基因表达中在这个过程的作用。三、材料和方法1、植物材料 植物幼苗在241培养在受控的室中，约70

5、的相对湿度（RH）和每天冷白色光。光时间为上午8:00至下午9:00，当灯光打开时，花几乎完全开放。2、RNA治疗合成抑制剂 被切除的花转移到无菌的蒸馏水或20m的放线菌素D的水溶液作为一个控制。 保持在241和大约70RH下，连续光照3、花瓣向内滚动 花瓣的背面被水平拍到。从每个花瓣的五个位置平均计算直径。该内向滚动指数被计算为从最大直径下降的百分率。4、总RNA的制备 总RNA用ISOGEN从每株植物材料中分离，随后，包括在RNA样品中的基因组DNA用RNaseFree DNA酶组和RNA是使用RNeasymini套件。5、差异筛选 消减cDNA库的差异筛查利用PCR选差筛查试剂盒进行四、

6、结果 1、花朵开放和衰老明显的症状与PCD参数的关系。 花开放是伴随着花瓣表面的增加。向内滚动的花瓣，第一次可见衰老的症状持续约九小时。向内滚动进行直到大部分花冠都枯萎在一起（不迟于T =24小时）。在这之后，花瓣干燥。2、放线菌素D的影响 我们测试ActD对花瓣开放和向内滚动的影响。该方法开始在不同的时间从t =-3H，t = 0时，和随后经过2小时的时间间隔，直到T =12小时。花瓣向内轧制的程度，测定了在t =18小时。花几乎完全打开（并继续打开）如果ActD处理开始在t =0小时。如果用ActD 治疗开始在t = 0小时，花瓣向内滚动受抑制多。如果治疗开始在t =4小时或后，他们不再抑制花瓣向内滚动。3、基因分离出表达的变化 要隔离的基因可能与花瓣衰老有联系，科学家们进行了四个连续的实验，利用cDNA减法和鉴别筛选。 第一个实验的目的是为了获得基因递减中表达的花瓣从t = 0到4小时 。 在第二个实验中，17个克隆的增加在t = 0和4小时之间表达的基础上被选择。 在第三和第四个实验中，我们遵循的 同样的程序，以获取基因的表达变化从t =2至12小时。五、讨论 花在上午五点开始开放，在八点几乎全