基本信息
- 项目名称：
- RFC3对拟南芥抗性生长和花器官发育的调控作用研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本项目的研究目的在于系统深入地研究RFC3在拟南芥的抗逆生长和花器官发育中的重要生理功能及其作用机制，从组织、细胞、分子和进化水平解释其在花器官发育和抗逆境中的功能，为最终完整理解拟南芥的复杂生物学特性，建立参考系统以加深对其他植物相关信息的认识和理解奠定坚实的基础。 本试验能进一步丰富拟南芥的功能基因组学知识，对最终完整认识开花植物的复杂生物学特性具有重要的指导意义。
- 详细介绍：
- 复制因子C（replication factory C,RFC）首先是从人类Hela细胞（宫颈癌细胞）提取物中纯化的，是DNA体外复制的必需因子，并且RFC复合蛋白作为一个整体，其在DNA复制和修复及细胞分裂增殖和抗逆生长中起着的重要功能。但是，植物中有关RFC功能研究进展缓慢，与当今功能基因组时代生物科学的飞速发展极不相称。本项目在研究对一个拟南芥突变基因——RFC亚基3编码基因（RFC3)进行图位克隆的基础上，通过野生型基因对突变体的抗逆生长中起着的作用，通过突变体与野生型的花器官特性分析，可以进一步探讨RFC亚基3对拟南芥生长发育的调控作用。其调控作用，研究成果可望进一步丰富拟南芥的功能基因组学的认识，对于最终完全理解拟南芥的复杂生物学特性，建立参考系统以加深对其他植物如南方主要粮食作物——水稻等相关信息的认识和理解，最终完整认识开花植物的复杂生物学特性具有重要意义。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本项目的研究目的在于系统深入地研究RFC3在拟南芥的抗逆生长和花器官发育中的重要生理功能及其作用机制，从组织、细胞、分子和进化水平解释其在花器官发育和抗逆境中的功能，为最终完整理解拟南芥的复杂生物学特性，建立参考系统以加深对其他植物相关信息的认识和理解奠定坚实的基础。 本试验能进一步丰富拟南芥的功能基因组学知识，对最终完整认识开花植物的复杂生物学特性具有重要的指导意义。
科学性、先进性及独特之处
- 1.以往有关RFC3的研究主要集中在动物系统中.本项目以拟南芥突变体rfc3来研究植物RFC亚基3的生物学功能，目前未见报道。 2.本项目所采用的突变体rfc3在根叶生长上具有很明显的表型如叶片较小等，并存在早花现象等。通过rfc3与拟南芥生长的一些突变体的杂交，对RFC3与这些基因的相互作用及其对植物抗性生长及花器官发育的影响的分析，可望在植物中首次揭示RFC3调控植物生长发育的内在机理。
应用价值和现实意义
- 本试验为最终完整理解拟南芥的复杂生物学特性，建立参考系统以加深对其他植物相关信息的认识和理解奠定坚实的基础。并能进一步丰富拟南芥的功能基因组学知识，对最终完整认识开花植物的复杂生物学特性具有重要的指导意义。
学术论文摘要
- 已发表论文“拟南芥复制因子C亚基3基因突变削弱了植物对紫外辐射的抗性”摘要 复制因子C包含1个大亚基和4个小亚基，是一个在DNA复制、损伤修复和细胞增殖中发挥作用的重要因子。拟南芥复制因子C亚基3 (AtRFC3)是4个小亚基中的一个。在前期以EMS (甲基磺酸乙酯)筛选更多抗生物和非生物逆境的突变体试验中，我们找到了一个从G到A的点突变体——rfc3-1，该点突变突变削弱了植株抗紫外辐射的能力。将野生型拟南芥复制因子C亚基3基因转化到突变株rfc3-1后恢复了突变株的野生型表型，证明紫外辐射抗性异常表型是由拟南芥复制因子C亚基3基因突变所引起的，AtRFC3在拟南芥紫外辐射抗性中起重要作用。
获奖情况
- 拟南芥复制因子C亚基3基因突变削弱了植物对紫外辐射的抗性。湖南农业大学学报，2009,35（6）：606～610 作品“复制因子C亚基3编码基因突变对拟南介抗紫外线生长的影响”在湖南农业大学第八届“求真杯”大学生科技作品竞赛中荣获三等奖
鉴定结果
- RFC3基因的突变引起了突变体rfc3对紫外线辐射和有毒物质的抗性比野生型弱.引起了突变体rfc3花瓣的长度、宽度和面积与野生型相比有显著差异。引起了突变体rfc3早花和种子的败育现象
参考文献
- 1. Xia S, Xiao L, Gannon P, Li X. RFC3 regulates cell proliferation and pathogen resistance in Arabidopsis. Plant Signal & Behavior, 2010, 5(2): 168~170 2. Shitou Xia , Zhaohai Zhu , Lin Hao , Jin-Gui Chen , Langtao Xiao , Yuelin Zhang , Xin Li. Negative Regulation of Systemic Acquired Resistance by Replication Factor C Subunit 3 in Arabidopsis. Plant Physiology, 2009, 150:2009~2017 3. 夏石头, 匡勇, 萧浪涛. 拟南芥复制因子C亚基3在黄化苗下胚轴伸长生长中的作用. 植物生理学通讯, 2009,45(10):991～994 4. Xia Shi-tou, Xiao Lang-tao, Bi Dong-lin, Zhu Zhao-hai. Arabidopsis replication factor c subunit 1 plays an important role in embryogenesis. Journal of Plant Physiology and Molecular Biology, 2007, 33 (3), 179~187
同类课题研究水平概述
- 拟南芥(Arabidopsis thaliana)自20世纪90年代开始成为遗传学、分子生物学特别是发育分子生物学研究领域的首选模式植物。RFC(replication factor C)最初是在20世纪80年代末从人类Hela细胞提出物中纯化的，是猿病毒40(SV40)DNA体外复制的必需因子。后来研究发现，RFC的五个亚基，一个大亚基(RFC140／RFC1)，四个小亚基(RFC37／RFC2，RFC36／RFC3，RFC40／RFC4，RFC38／RFC5)在人类、酵母(Saccharomyces cerecvisiae)等很多真核生物中都存在。RFC作为一个整体，其在DNA复制和修复中的重要功能也逐渐被人们所认识。但植物中有关RFC的研究进展缓慢，直到2003年，Furukawa等才通过同系物克隆在水稻中成功分离了OsRFC的5个亚基：OsRFC1，OsRFC2，OsRFC3，OsRFC4和OsRFC5。但是，这也只限于其分子特性和表达部位分析，由于未能得到相应的突变体植株，所以难以进行RFC的功能研究。原因是RFC是DNA复制必需因子，其编码基因突变很可能导致植株死亡。虽然拟南芥全部基因组序列已经在2000年底公布，但到目前为止，国内外尚未见有关拟南芥RFC的研究报道。因此，在当今功能基因组时代，深入研究拟南芥RFC的功能，RFC各亚基的分子特性和生物学功能，从组织、细胞、分子和进化水平解释其在生长发育和抗逆境中的功能，对于最终完整理解拟南芥的复杂生物学特性，建立参考系统以加深对其他植物相关信息的认识和理解具有重要的意义。
