天目铁木OrHEC1同源基因在拟南芥中的异源转化和功能初步研究
摘要：天目铁木（Ostrya rehderiana Chun）属于桦木科(Betulaceae)铁木属(Ostrya)，是中国东部地区特有植物。天目铁木现存5株野生植株，但仅有一株可育，首批被列入《全国极小种群野生植物拯救保护工程计划( 2011—2015 年) 》，属于极小种群濒危物种。为探索天目铁木在基因水平的不育机制，在育性相关基因中选择OrHEC1，将其异源转化入拟南芥，并开展相关实验。已知HEC1基因参与拟南芥生命周期中多个过程，例如光形态建成、茎分生组织发育、果实发育模式建成，本文对其开展了综述。
关键词：天目铁木；HEC1；拟南芥
Preliminary functional study of heterologous transformation of OrHEC1 in Arabidopsis
Abstract: Ostrya rehderiana Chun is a unique species in eastern China belongs to Betulaceae. There are only five wild plants existed, in with only one can breed. Thatrsquo;s why it was listed in the National Rescue and Conservation Project Plan (2011-2015) in the first batch, and became one of the most endangered species. With the purpose to explore the mechanism of sterility, HEC1 was selected from the fertility-related genes and was heterologous transformed into Arabidopsis for further research. AtHEC1 was reported to be involved in multiple processes during the life cycle of Arabidopsis, such as photomorphogenesis, stem meristem development, and fruit development pattern building. This paper is a review of them.
Key words: Ostrya rehderiana; HEC1; Arabidopsis
天目铁木（Ostrya rehderiana Chun）隶属桦木科(Betulaceae)铁木属(Ostrya) [1]。据《Flora of China》记载，铁木属植物共有7种，我国占有5种[2]。其中，天目铁木为中国特有种，分布范围狭窄，目前仅发现 5株原生野生株，于1999年被列入国家一级重点保护野生植物名录。针对天目铁木，早期研究多集中在其群落结构、光合呼吸特性、生长节律、种子特性及繁殖、遗传多样性等方面[3] ，但对其濒危现状的产生和原因的分析不足。随着研究的深入，研究者认为天目铁木的濒危原因基本可归纳为三个方面，即环境因素、人为因素和物种特性因素。进一步的，目前的研究更为致力于从基因水平解释濒危机制和解决濒危难题。现存的5株天目铁木野生株育性各不相同，只有一株的育性相对高且种子数量多。课题组对高低育性天目铁木雌、雄花序的发育过程进行了组织形态学观察，研究初步确定野生天目铁木育性高低与其雌花结构及发育存在潜在关系。经过克隆、筛选与分析，得到14个育性相关差异表达候选基因。本研究以天目铁木OrHEC1同源基因为目标，借助模式植物拟南芥，开展基因异源转化和功能研究。
1 天目铁木研究进展
天目铁木为落叶乔木，树皮深褐色，纵裂，雌雄同株。叶互生，长椭圆形或椭圆状卵形，长4.5厘米~10厘米，宽2.5厘米~4厘米。枝条细软，但木质坚硬如铁，刀斧难入。雄花序7月显露至来年4月开放，雌花序随当年生出的树枝伸展而出，4月中旬树叶全部展开，9月中旬果实成熟，11月中旬落叶。金秋果实累累，但很难找到孕育饱满的种子，繁殖非常困难[4]。花为单性花，雌雄同株，雌花为总状花序，着生于枝梢[5]，雌花序自混合芽中生长出来，基部前2-3苞片无雌花，往上每苞片含有两朵雌花[6]。
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