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生长素响应因子ARFs(Auxinresponsefactor)是可以结合到生长素响应基因的启动子上的转录因子,这些基因启动子含有多个串联生长素反应元件AuxRE(auxinresponseelement)。ARFs和AuxRE上的TGTCTC特异性结合来充当生长素早期响应基因的抑制子和活化子。ARFs和AuxRE在调控生长素响应基因的表达上起到重要的调控作用。 在ARF家族中ARF10、ARF16和ARF17具有高度的序列同源性,它们组成了一个ARF家族下的亚家族。miR160对靶基因ARF10、ARF16和ARF17的负调控作用对生长素信号转导的调控中发挥重要作用。通过对mRNA结合miR160位点上同义核苷酸序列的替换得到抗miR160的突变体,从而可以用来研究ARF10、ARF16和ARF17的生物学功能。 本文通过对ARF16的mRNA与miR160结合位点同义核苷酸序列的替换得到mARF16。将编码GFP荧光蛋白的序列融合到mARF16的cDNA中,将融合的片段插入到含有35S启动子的载体上获得35S:mARF16-GFP。通过农杆菌真空渗透法转染拟南芥,从而获得转基因植株mARF16。通过对转基因植株的筛选获得了具有明显表型的mARF16转基因植株,在生长的幼苗阶段与野生型Col-0相比观察不到明显的区别;但在第5-7片莲座叶长出的时候则表现出明显的区别,mARF16的叶片从叶缘开始向内卷曲,叶片的表面也开始变得粗糙;在茎长出后mARF16的分枝明显的受到抑制,顶端优势更加明显,茎秆的支撑能力下降推测其中的维管组织发育可能异常;同时观察发现mARF16的花器官发育不全,花的萼片和花瓣均有退化的现象,变得更细更长使花的结构比较分散,而且雄蕊较野生型的变得更短,这可能是导致其果荚的结实率较低的一个因素;在较早期的果荚中几乎是没有产生可育性的种子,随着植株的长高顶端的果荚种子是可育的,但是通过对果荚大小和外形的观察看,与野生型Col-0的果荚还是具有很大的差距的,一方面果荚的长度和外形都不正常,果荚仅为野生型的2/3,其中种子的数量也大量减少,外型上比野生型的扭曲,表面粗糙且顶端具有较长的区域没有结实;但是通过对种子大小的观察比较,这方面没有明显的影响,mARF16和Col-0的种子大小没有区别。利用DR5::GUS报告基因分析了mARF16转基因植株中生长素响应特征,发现mARF16转基因植株上调了生长素输出信号,暗示ARF16通过调节生长素细胞信号转导来调控相关器官之发育过程。 在植株的生长过程中在发现mARF16的衰老比野生型Col-0提前,用黑暗诱导离体叶片衰老模拟正常的衰老过程发现,在三天的黑暗诱导过程中mARF16的衰老同样比野生型的提前。而在用50μMABA处理离体叶片诱导衰老的实验中发现,ABA处理组中mARF16和野生型并没有表现出明显的区别。在不同浓度的ABA条件下,突变体对ABA的敏感性更强,在5μMABA条件下mARF16的种子萌发长成幼苗的数目都比野生型Col-0明显减少。实验中发现在mARF16在正常条件下下胚轴比野生型的短,在细胞分裂素(6-BA)处理下其下胚轴的伸长都受到抑制。 本文实验表明生长素调节因子ARF16广泛参与植物生长发育和相关胁迫调控进程。最后就ARF16如何调控植物发育的分子机制进行了相关讨论。