番茄中的S-adenosylmethionine decarboxylase (SAMDC) 和Wun1基因對於雄蕊發育和花粉萌發的影響

Effect of S-adenosylmethionine decarboxylase (SAMDC) and Wun1 genes on stamen development and pollen germination in tomato

鄭名淵(Ming-Yuan Cheng)

指導教授 ： 鄭石通

國立臺灣大學/生命科學院/植物科學研究所/碩士(2009年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2009.10135

摘要

番茄雄蕊在高溫底下發育會受損，花粉萌發率及著果率也會跟著下降，實驗室之前利用Suppression Subtractive Hybridization (SSH)所建立之cDNA library中，已找到會被熱誘導之基因S-adenosylmethionine synthetase (SAMS) 和 Wun1基因。S-adenosylmethionine decarboxylase (SAMDC)基因是SAMS的下游基因，被認為是製造多元胺之關鍵酵素，而多元胺含量則對於花朵發育有很重要的影響，但多元胺對於雄蕊之發育影響之研究卻極為有限。目前研究指出，多元胺參與對抗多種非生物性逆境，包含鹽類、低溫、酸性逆境等，而SAMDC的大量表現，卻可以抵抗這些生物逆境，關於多元胺及溫度對於花發育的影響目前的了解都極有限。為探討SAMDC基因的功能，本研究以轉殖番茄的方式大量表現SAMDC，以研究此基因的表現對於雄蕊和花粉發育的影響。但有研究指出若僅表現SAMDC基因主要編碼區而沒有表現其上游編碼區(uORF)，則可能會造成毒性讓植物死亡，因此進而製作了包含及不包含uORF的兩個SMADC基因構築。同時，文獻指出以35S啟動子過量表現SAMDC，植物的生長情況會比野生型快速，為了避免營養器官生長造成之影響，選用雄蕊專一表現啟動子將之表現在不耐熱番茄4783中，結果發現，不含上游閱讀框架的SAMDC轉殖番茄花朵無法正常發育；包含uORF的SAMDC轉殖番茄則會產生較多的花粉、較好之花粉萌發率且高溫下萌發花粉管生長情形良好，而花粉產量提升可能因為SAMDC表現量增加進而造成多元胺增加，加速細胞週期的進行，導致花粉數目增加。本研究之另一個對象Wun1是經傷害後會大量表現的蛋白，推測其功能為可保護植物細胞壁，其表現也會受到高溫的誘導，但是在4783以轉殖番茄的方式大量表現Wun1在植物中，卻發現轉殖植物的花粉萌發率降低，且花粉的型態發生改變，可能是因為callose生合成受影響所造成。

關鍵字

番茄 ； 熱 ； 多元胺 ； 雄蕊 ； 花粉

並列摘要

無資料

並列關鍵字

tomato ； heat ； polyamine ； stamen ； pollen

參考文獻

劉浩雲 (2006). 耐熱番茄與不耐熱番茄中RSG與LeHsc70-1基因之分析及比較。國立台灣大學植物科學研究所碩士論文。

王怡潔 (2006). 耐熱番茄與不耐熱番茄中SAM3與SUS3基因之分析及比較。國立台灣大學植物科學研究所碩士論文。

陳郁蕙 (2007). 耐熱番茄雄蕊表達基因E8-6和Clone 7 之分離與分析。國立台灣大學植物科學研究所碩士論文。

Abiko, M., Akibayashi, K., Sakata, T., Kimura, M., Kihara, M., Itoh, K., Asamizu, E., Sato, S., Takahashi, H., and Higashitani, A. (2005). High-temperature induction of male sterility during barley (Hordeum vulgare L.) anther development is mediated by transcriptional inhibition. Sex. Plant Reprod. 18: 91-100.

Adams, D.O., and Yang, S.F. (1979). Regulation of ethylene biosynthesis during the onset of ripening in apple fruit tissue. Plant Physiol. 63: 90-90.