植物发育生物学第5章课件.pptx

Ø 5.1 初生根的形态结构 Ø 5.2 初生根的发育 Ø 5.3 初生根向地性的调控 Ø 5.4 侧根的发育及其调控 Ø 5.5 根毛的发育 萌发 3 , o ,PR。)，萌发1周后在 盾片节上产生种根(seminalroot,SR)，萌发10天左右发育出 冠状根(coronal root,CR)。 玉 米 根 系 单子叶植物初生根结构 谷物与拟南芥根系的主要差别 激光切除的结果表明根的发育是由细胞的位置而不 是细胞谱系决定的。 Ø 5.1 初生根的形态结构 Ø 5.2 初生根的发育 Ø 5.3 初生根向地性的调控 Ø 5.4 侧根的发育及其调控 Ø 5.5 根毛的发育 上层细胞 (ut) 下层细胞 (lt) 胚根源细 (hy) 胚柄细胞 静止中心(qc), 根冠小柱干细胞(crc) 下胚轴(hc) 根(rt) 根组织干细胞群 下层上部细胞(ult) 下层下部细胞(llt) 基细胞 (bc) 顶细胞 (ac) (su) 1. 初生根根端分生组织的结构特点 近端干细胞 中柱鞘、维管组织 静止中心 : 抑制周围干细胞的分化。 根干细 胞的微 环境 根 端 分 生 组 织 侧根根冠、中央根冠、 远端干细胞 根表皮 Ø 两种途径调节根端分生组织的维持 1)基因SHR/SCR、PLT1/PLT2与生长素极性运输 的调控途径 2)基因RBR与细胞分裂素调控途径 2. 初生根根端分生组织的维持机制 (ba) s：hr中/ cr：(黄基色本)组位织于只中有心一；层外。层分别为表皮和侧生根冠(白色)； 基本组织(橙红色)，其中外层为皮层，内层为内皮层。 1)基因SHR/SCR、PLT1/PLT2 与生长素极性运输的调控途径 Øshr 与scr突变体 Ø shr/scr突变体表型：皮层和内皮层只有一层细胞， 静止中心发育不良。 Ø SHR/SCR 编码蛋白质：属于GRAS家族蛋白(推定的转 录因子)，是赤霉素信号传导途径中GAI和RAG基因表 达所要求的基因。 ØSHR/SCR 的表达 Ø plt1/plt2 突变体表型：根冠小柱和静止中心的细胞 层明显增加，是直接影响干细胞的突变体。 Ø PLT1/PLT2 功能：特化静止中心和维持干细胞活性。 异位表达PLT 基因可使胚根形成额外的静止中心及其 干细胞。 通过生长素运输的导向维持生长素在根分生组织中的高浓度 (蓝绿色)，从 而诱导PLT的表达，而该基因的表达是保持静止中心及其干细胞属性所必 需的。 PLT的表达与SCR在内皮层中表达的重叠 (黄色部分)锁定了干细胞 的微环境范围。 Ø RBR 功能：可能直接影响干细胞的分化。诱导RBR高 水平表达会加速细胞分化，使干细胞属性消失；而降 低RBR水平推迟细胞分化，增加干细胞层数。 KRP CYCD/CDK RBR SCR SHR PLT 2 是蛋细白 周( yc进li , Y诱C )因和子细，胞是周细期胞蛋分白化依因赖子性。激R R是(c通yc过lin e e Fe t i a干se,细C )分调化控而细维胞持分根裂端周分期生。组C C。D和CDK抑制 RBR的活性。 CDK的抑制蛋白KRP。 干细胞 E2F 5.2.3 生长素极性运输与初生根发育 1. 生长素在初生根中的极性运输 Ø生长素在初生根中极性运输的特点： Ø 向基运输：生长素在茎顶端的叶原基及其幼叶中 合成，沿茎向下运输至根尖。通过根表皮继续到 达根冠。 Ø 向顶运输：根冠中的生长素做向顶运输。 Ø生长素的输入载体AUX1： Ø 存在于根冠小柱和侧根的根冠中，调节着生长 素进入细胞并在韧皮部中的运输，也促进生长素 由根尖向远端的伸长区运输。 - PIN3: 分布在根冠小柱侧面细胞的表面，在重力刺激 下可重新分布； - PIN4: 位于静止中心及其周围细胞的交界面，使生长 素按梯度分布，维持着分生组织的存在。 Ø 5.1 初生根的形态结构 Ø 5.2 初生根的发育 Ø 5.3 初生根向地性的调控 Ø 5.4 侧根的发育及其调控 Ø 5.5 根毛的发育 Ø 横向地性(diageotropism)：与重力拉引成直角方向 的水平生长。 Ø 斜向地性(plagiogeotropism)：与重力拉引成直角之 外的固定角度的生长。 Ø 负向地性(negative gravitropism)：与重力拉引方向 相反的植物向上生长。 Ø 正向地性(positive gravitropism)：与重力拉引方