转录因子CmHAT1调控板栗体细胞胚胎发育的功能研究

摘要

【目的】体细胞胚胎发生是板栗有效的离体再生方法。然而，目前板栗体细胞胚胎由于发育慢、再生效率低等问题，制约了板栗体细胞胚胎的再生进程，难以在后续基因功能验证和新种质创制过程中发挥作用。本文旨在通过研究HDZIPⅡ基因家族成员CmHAT1在板栗体细胞胚胎发育过程中的作用，进一步加速板栗体细胞胚胎的发育进程。【方法】利用生物信息学的方法鉴定了板栗HD-ZIPⅡ基因家族成员，并分析了该家族成员在板栗体细胞胚胎不同发育时期的表达情况，筛选调控体细胞胚胎发育的关键候选基因CmHAT。进一步通过烟草亚细胞定位实验、荧光定量和遗传转化方法，研究关键基因CmHAT的亚细胞定位和基因功能。【结果】（1）板栗HD-ZIPⅡ基因家族有7个成员，大部分CmHD-ZIPⅡ成员在板栗体细胞胚胎发育时期均有表达，其中CmHAT1在愈伤组织时期表达较低，在球形胚时期表达上调，心形胚时期表达最高，而在子叶形胚时期表达下调，因此筛选出CmHAT1作为调控体细胞胚胎发育的关键候选基因。（2）CmHAT1定位在细胞核；与转化空载体相比，过表达CmHAT1使体细胞胚胎数量显著减少，体细胞胚胎体积显著增大，而沉默CmHAT1后体细胞胚胎的表型没有显著性差异。【结论】在同等质量的愈伤诱导体细胞胚胎的情况下，过表达CmHAT1后可以调控板栗体细胞胚胎的数量和体积，影响体细胞胚胎的发育。本研究为进一步优化板栗再生体系和遗传转化体系奠定了基础，为利用体细胞胚胎系统创制板栗新种质提供了科学依据。

关键词

板栗 / CmHAT1 / 体细胞胚胎发育 / 功能研究

基金资助

北京市教委–市自然基金委联合资助项目（KZ20231002035）