拟南芥ICE1基因在雄性育性发育中的作用及机制研究

温度是很重要的环境因子，他不仅影响了植物的生长，更重要的影响了植物的育性，以致对其产量和质量产生负面的影响。前期的研究表明，ICEl是拟南芥低温信号转导通路中的一个关键因子，编码一种类似MYC的bHLH区域蛋白。其突变体植株的育性下降，酵母双杂交筛选发现其能与花药发育另外一个bHLH转录因子DYT1相互作用。本研究拟采用细胞学手段进行ICE1突变体的育性进行观察、采用Real time RT-PCR、原位杂交等技术获得拟南芥ICE基因在花药发育不同时期的时空表达模式；采用芯片技术并结合高通量测序等技术明确拟南芥ICE1基因在雄性育性调控网络中的作用，应用突变体和相关生化实验深入研究ICE1与雄性育性调控网络中其他基因关系；应用遗传手段进一步探索ICE1对雄性育性的调节机制。本研究将揭示ICE1这一低温调控因子与花药发育调控信号网络之间的关系，为阐明温度对雄性育性调节机制打下基础。

温度是很重要的环境因子，它不仅影响了植物的生长，更重要的是影响了植物的育性，以致对其产量和质量产生负面的影响。以前的研究显示拟南芥中存在一个编码类似MYC的bHLH转录因子ICE，他不仅是低温信号转导通路中的一个关键因子，也是调控气孔发育的关键因子。我们在前期的研究发现，拟南芥ICE1基因突变后，其育性下降，为了阐明这一重要的转录因子在雄性育性调控网络中的作用，我们首先采用Real time RT-PCR、原位杂交等技术获得拟南芥ICE1基因在花药发育不同时期的时空表达模式，结果显示在拟南芥花药中，ICE1基因有较高的表达；采用细胞学方法对其育性下降的原因进行了详细的分析，结果显示：拟南芥ICE1基因突变导致的育性下降与花药的不开裂相关，进一步分析显示花药的不开裂是突变体花药不能脱水导致的。采用转录组分析显示在ice1突变体中物质转运途径相关基因、硫代葡萄糖苷生物合成途径、脂定位、脂转运途径相关基因均得到富集，说明ICE1可能通过影响这些途径的基因进一步调控花药的开裂。采用遗传学与细胞生物学方法进一步分析了JA激素途径与气孔发育是否与ICE1控制的花药开裂有关。