[00135186]植物胚乳发育及储藏物质累积的分子调控机制研究

水稻种子是人类重要的食物来源,其发育涉及一个复杂的调控网络,其中转录因子发挥了关键作用。MADS转录因子家族成员是植物花器官发育的重要调控因子,已有的研究表明几乎所有的水稻MADS基因都在种子中表达,但对MADS家族成员参与水稻种子发育调控的研究结果仍比较少。 基于前期的表达谱研究基础,该研究分析得到了一个在水稻生殖发育阶段优先表达的转录因子MADS29。细致分析表明MADS29在花药、胚珠和种子中均表达,且在受精后的母体组织表达量最高。MADS29的反义转基因植株呈现种子皱缩,淀粉粒形态异常,灌浆速率下降等表型。通过解剖学切片、末端转移酶标记实验和全基因组表达谱芯片分析等证明了MADS29通过调控程序化死亡（PCD）过程促进珠心细胞和珠心突起处的降解。进一步的体外凝胶阻滞实验显示MADS29能够通过直接结合程序化死亡相关基因的启动子区域而调控其表达,进而影响胚乳发育。这些结果鉴定了一个参与珠心细胞和珠心突起处降解的调控因子,证明珠心细胞和珠心的降解是水稻种子正常灌浆的前提,并且提示了生长素（IAA）信号在母体组织降解和胚乳发育中的作用,有助于进一步了解水稻种子发育特别是胚乳发育调控的分子机制。