1. 1. 毕业设计（论文）的内容、要求、设计方案、规划等
一、前言
传递细胞是上世纪60年代后期Gunning和Pate等人应用塑料半薄切片和电子显微镜技术发现的具有细胞壁内突特殊结构的细胞，在有迅速侧向运动溶质的组织中最发达，它们的存在常跟共质体与质外体间密集的溶质流动有关，可传递代谢物质。传递细胞在结构上具有形成内突生长的细胞壁，是否形成壁内突是判别传递细胞的重要形态指标。传递细胞由于次生壁向内突起形成许多肉头状、指状、鹿角状或其它错综复杂结构，使紧贴在细胞壁的质膜表面积也随之增加，有效的增加了细胞吸收、分泌与外界交换的面积。一般来说，在植物体内传递细胞可分为四大类：（1）维管系统的传递细胞；（2）生殖系统的传递细胞；（3）植物表面与外界环境交换中的传递细胞；（4）共生或寄生（吸器、根瘤、菌根等）微生物与植物之间物质交换中的传递细胞。在有迅速侧向运动的营养物质的传输中，传递细胞发挥重要的作用。研究表明（reviewed in offler et al., 2002）在有侧向运动溶质的组织中传递细胞数量最多，例如在种子基部，叶片小脉管等部位，而在植物根部和豆科植物根瘤部的分布却很少见。（Ligrone and Gambardella, 1988; Kiesselbach, 1949; Cochrane and Duffus, 1980; Offler and Patrick, 1993; Talbot et al., 2001）。当植物细胞对营养物质和溶质体传输的需求增加时，由于局部营养条件变化，植物细胞便会被诱导分化产生传递细胞，从而为营养物质的运输提供更广的表面积。但目前关于诱导产生传递细胞分化机制研究的并不多，具体的分子机理尚不清晰。且对传递细胞的形成主要集中在一些生殖细胞中。我们实验室研究发现在接种根瘤菌培养1周后的刺槐稍膨大根段的超薄切片中，发现在表皮生毛细胞之间的普通表皮细胞外切向壁上出现了大量的壁内突结构，属于典型的传递细胞，而对照和不膨大的根段与一般幼根表皮细胞相同。通过油镜和电子显微镜我们观察发现紫云英、苜蓿、三叶草、豌豆、大豆、合欢、刺槐、锦鸡儿共8种豆科植物接菌和对照幼苗相同部位根段中，凡接菌的幼苗不仅根毛数量明显增加和形变，根表层细胞（表皮层、外皮层或第二层皮层细胞）均可发育成传递细胞，具有一定的普遍性。我们观察发现在细胞的外切向壁上发生细胞壁内突，而不接菌的对照苗均无类似形态变化。我们实验室首次发现根瘤菌不仅能够诱发根毛的增生、形变而且还能诱导分化产生表层传递细胞。我们还从含有诱导物的紫云英根瘤菌培养液中分离结瘤因子的粗提物，用此粗提物来培养紫云英无菌苗，发现这种提取物不仅能引起不同程度根毛形变反应，而且在紫云英侧根表皮细胞外切向壁上还观察到有较多壁内突，而对照均无以上变化，这说明紫云英根瘤菌结瘤因子的粗提物中存在可能诱导传递细胞发生的物质。目前，有关根瘤菌与植物互作方面的研究主要集中在结瘤的分子机制方面，对于结瘤各个时期根瘤菌与植物间的信号交流研究得较为深入。目前研究表明：豆科植物种子或幼苗的根分泌出一种四羟基黄酮的多环化合物和甲氧苯基乙烯酮化合物（类黄酮物质），它作为一个诱导物质，可激活根瘤菌的nodD基因，NodD蛋白与类黄酮结合再诱导其他nod基因的表达，这些nod基因编码的Nod蛋白进而合成根瘤菌的结瘤因子（Nod Factors, 即NFs）。研究发现，结瘤因子是一类几丁质寡糖（lipo-chito oligosaccharides, LCO）,它能以极低的浓度使宿主植物出现根毛分枝、弯曲等相变现象（Root-hair deformation, 简称Had）。当前关于根瘤菌和豆科植物互作后引起传递细胞的报道甚少，本实验室的发现首次表明根瘤菌与豆科植物互作后不仅引起根毛的变化和根瘤的形成，还引起表层细胞向传递细胞的分化。传递细胞广泛存在于植物细胞中，尤其是母系或杂交后代的种子中。尽管在很多植物细胞的发育种子中都有对传递细胞的描述，但研究得最为详尽和细致的是玉米种子，已有研究报道，在玉米内胚乳中，BETL(basal endosperm transfer cell layer) 存在于靠近茎柄组织的内胚乳的基部，BETL包括2-3层高度分化的传递细胞。在传递细胞中，存在着很多特异性表达的标记基因。如BETL 基因家族，BETL-1（Hueros et al. , 1995）, BETL-2 (Hueros et al., 1999), BETL-9 (Doan et al., 1996 ; Gruis et al., 2006), Meg-1 (Gutirrez-Marcos et al. 2004)，miniature-1 (Mn-1)以及ZmTCRR-1 (Muiz et al., 2006)等，对这些基因的突变实验结果显示，传递细胞的特征性细胞壁内突生长（WIG）现象会消失, BETL的细胞数量和大小都会发生相应的减少。而对于这些特有的标记基因具有强烈转录活性作用的转录激活因子MRP-1是第一个被鉴定的传递细胞特有的转录激活因子，该蛋白包含MYB-相关DNA 结合域，这些DNA 结合域被鉴定为属于SHAQK(Y/F)亚家族的DNA 结合蛋白，比如：MybSt1, Le MYB1, LATE ELONGATED HYPOCOTYL等。玉米中的MRP-1(ZmMRP-1)在BETL传递细胞的发育过程中都可检测到其转录表达，而在成熟细胞中检测不到。目前研究表明ZmMRP-1不仅在传递细胞的分化中发挥着重要的作用,在维持传递细胞的形态和功能中也具有重要作用（Cristina Barrero et al., 2009）。另外，有学者对玉米MRP-1的promoter与GUS报告基因融合，转基因至玉米，烟草，大麦等植物中，结果显示在有营养物质，如葡萄糖的诱导作用下，promoter发挥了较强的作用，该结果不仅显示碳水化合物，如葡萄糖等对MRP-1的promoter的活性具有诱导作用，同时也表明，MRP-1作为传递细胞中特异性蛋白表达的转录因子具有一定的普遍性。基于此，本实验室的发现，在根瘤菌和豆科植物互作后引起的结瘤因子粗提物引起表层传递细胞的分化过程很有可能也和MRP-1转录因子有关系。为此构建的抑制差减文库中显示，Myb类转录因子具有上调的现象。本课题的目的在于检测被根瘤菌和豆科植物互作后引起的结瘤因子粗提物诱导后，刺槐等豆科植物中分化出的传递细胞中，是否同样具有其他类型的传递细胞中的特异性标记基因，如BETL-1, BETL-2等，这些基因是否也被MRP-1转录激活，尤其是了解MRP-1是否存在于刺槐基因组中，由此了解该种类型的传递细胞的分化机制。
二、方案拟定
2. 参考文献（不低于12篇）
[1] Cristina Barrero， Joaqun Royo ，Carmen Grijota-Martinez，Christian Faye ，Wyatt Paul ，Soledad Sanz ， H.-H. Steinbiss ，Gregorio Hueros. The promoter of ZmMRP-1, a maize transfer cell-specific transcriptional activator, is induced at solute exchange surfaces and responds to transport demands [J].Planta, 2009，229: 235247
[2] Elisa Gmez, aJoaqun Royo, aYan Guo, bRichard Thompson, band Gregorio Huerosa. Establishment of Cereal Endosperm Expression Domains: Identification and Properties of a Maize Transfer CellSpecific Transcription Factor,ZmMRP-1 [J]. The Plant Cell, 2002, 14: 599610
[3] Jose F. Gutie rrez-Marcos, Mauro Dal Pra` , Anna Giulini . empty pericarp4 Encodes a Mitochondrion-Targeted Pentatricopeptide Repeat Protein Necessary for Seed Development and Plant Growth in Maize [J]. The Plant Cell, 2007, 19: 196210,
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