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植物和动物的干细胞都有自我更新及分裂产生子细胞并形成新的组织和器官细胞的能力。在高等植物中,干细胞主要位于茎端分生组织和根端分生组织中。分生组织干细胞的细胞分裂导致植物生长过程中可以源源不断的产生新的组织和器官。茎端分生组织是由胚胎发生阶段起始,进而发育形成植物地上部分的组织和器官,因此研究植物茎端分生组织的发育过程至关重要。前期在筛选茎端分生组织发育异常的突变体时,我们鉴定到一个茎端分生组织相比野生型明显变大的T-DNA插入突变体,命名为big shoot meristem(bom1)。进而鉴定导致bom1突变体表型的功能缺失基因,并解析其介导茎端分生组织发育的分子机理。主要结果如下:(1)观察bom1突变体幼苗的表型,发现突变体的子叶及莲座叶的叶柄相比野生型明显变短,莲座叶变紧凑。而突变体的茎端分生组织和花序分生组织相比野生型明显变大,茎端产生了更多的莲座叶和花。通过T-DNA插入位点的鉴定,发现单一的T-DNA序列插入到了TRANSPORT INHIBlTOR RESPONSE 3(TIR3)基因(AT3G02260)中,导致该基因功能缺失,造成茎端分生组织变大。(2)为了研究TIR3基因调控茎端分生组织发育的机制,我们对bom1/tir3突变体和野生型中茎端分生组织特征基因的表达模式进行了分析。结果发现,TIR3基因功能缺失导致CLV3、WUS和STM表达信号的强度和表达范围在bom1/tir3突变体中都增大,从而引起突变体茎端分生组织变大的表型。(3)通过遗传学关系分析,发现TIR3通过抑制WUS及STM的表达来起作用。(4)在wus和stm突变体中,TIR3基因的表达量都是明显升高的;而在WUS和STM过量表达植株中,TIR3基因的表达量明显受到抑制。因此,WUS和STM也能抑制TIR3的表达。进而通过染色质免疫共沉淀实验分析发现,STM直接结合到TIR3基因的启动子上抑制TIR3的转录。TIR3与WUS和STM之间存在反馈调节,共同调控茎端分生组织的发育。(5)通过研究bom1/tir3突变体的胚胎发生过程发现,茎端分生组织的起始与野生型相比没有明显差别。因此,TIR3基因主要调控胚后茎端分生组织的维持。观察发现,突变体的胚相比野生型明显变小。统计胚胎细胞的大小和数目发现,突变体的胚变小是由于细胞分裂受到抑制导致的。而且,bom1/tir3突变体中细胞周期相关基因的表达也受到了抑制。由于胚胎发育受到抑制,因此突变体的成熟种子相比野生型也明显变小。(6)为分析TIR3基因调控胚胎发生的机理,利用转录组测序技术对受精后3天的bom1/tir3突变体和野生型的胚珠中的基因转录表达谱进行了比较分析。结果显示,突变体的胚珠中细胞分裂素合成基因IPT5的转录水平明显下降。而在突变体中过量表达IPT5基因,能够恢复突变体的胚和种子变小的表型,说明TIR3基因通过影响细胞分裂素的合成来调控胚胎发生和种子的发育。