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功能丧失突变透示ATS1对拟南芥种子发育的非必需作用

柯星星 刘亚坤 徐雪珍 林怡馨 郑志富 郑月萍

柯星星, 刘亚坤, 徐雪珍, 林怡馨, 郑志富, 郑月萍. 功能丧失突变透示ATS1对拟南芥种子发育的非必需作用[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220738
引用本文: 柯星星, 刘亚坤, 徐雪珍, 林怡馨, 郑志富, 郑月萍. 功能丧失突变透示ATS1对拟南芥种子发育的非必需作用[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220738
KE Xingxing, LIU Yakun, XU Xuezhen, LIN Yixin, ZHENG Zhifu, ZHENG Yueping. Loss-of-function mutations in ATS1 reveal its dispensable role in normal seed development of Arabidopsis[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220738
Citation: KE Xingxing, LIU Yakun, XU Xuezhen, LIN Yixin, ZHENG Zhifu, ZHENG Yueping. Loss-of-function mutations in ATS1 reveal its dispensable role in normal seed development of Arabidopsis[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220738

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功能丧失突变透示ATS1对拟南芥种子发育的非必需作用

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220738
基金项目: 国家自然科学基金青年基金资助项目(32100209);浙江省自然科学基金青年基金资助项目(Q21C020003);国家自然科学基金面上基金资助项目(31871660)
详细信息
    作者简介: 柯星星(ORCID: 0000-0003-4206-4638),从事植物生物技术研究。E-mail: 568533807@qq.com
    通信作者: 郑月萍(ORCID: 0000-0002-8702-9556),讲师,博士,从事植物生化和代谢研究。E-mail: 630713861@qq.com
  • 中图分类号: Q946.4

Loss-of-function mutations in ATS1 reveal its dispensable role in normal seed development of Arabidopsis

  • 摘要:   目的  甘油脂是生物膜的重要组成成分,植物中的ATS1催化甘油脂原核合成途径的第1步酰化反应,但目前ATS1在植物正常生长发育中的功能并不完全清楚。本研究目的是运用反向遗传学手段剖析ATS1功能丧失对植物生长发育的影响。  方法  运用CRISPR/Cas9基因编辑技术,构建拟南芥Arabidopsis ATS1基因功能丧失型突变体,并比较分析突变体与野生型在整个生育期的表型差异。  结果  分子鉴定显示:多个突变体中ATS1基因的第1个外显子碱基数呈非3的倍数的缺失或插入,从而导致移码突变或翻译提前终止。这些突变体的叶片中多不饱和脂肪酸C16:3的含量急剧下降,而C18:3 含量则显著增加。相随的表型分析显示:ATS1基因功能丧失有时会使叶片略显黄色,但对种子发育未产生可见影响。  结论  在正常生长条件下,ATS1并非拟南芥种子发育所必需的。图3表2参25
  • 图  1  转基因拟南芥的mCherry荧光蛋白鉴定与ATS1编辑产物的聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定

    Figure  1  Screening of transgenic plants carrying the mCherry fluorescent protein and those with CRISPR/Cas9-edited ATS1 gene product

    图  2  不同ats1突变体中ATS1基因的突变位点序列

    Figure  2  Sequences of mutational sites in ATS1 gene in different ats1 mutants

    图  3  营养生长与生殖生长阶段野生型拟南芥与ats1突变体的表型比较

    Figure  3  Phenotypic comparison of the wild type and ats1 mutants during the vegetative and reproductive stages

    表  1  不同ats1突变体名称及其相应突变位点序列信息

    Table  1.   Designation of different ats1 mutants and the sequences of corresponding mutational sites

    突变体突变位点
    ats1-1 92~314 bp:215 bp缺失;8 bp替换
    ats1-2 91~92 bp:插入1 bp;293~294 bp:插入1 bp
    ats1-3 91~92 bp:7 bp插入;275~289 bp:11 bp缺失,
    4 bp替换
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    表  2  野生型拟南芥与ats1突变体叶片的脂肪酸组分

    Table  2.   Leaf fatty acid composition of ats1 mutants and wild-type Arabidopsis

    脂肪酸 脂肪酸组分含量/%
    C16:0 C16:1 C16:3 C18:0 C18:1 C18:2 C18:3
    WT  14.91±0.73 a 7.35±0.53 a 11.56±0.38 a 6.17±1.55 a 4.37±0.59 b 14.89±1.30 b 38.50±3.04 b
    ats1-1 11.91±0.65 b 5.55±0.69 b 0.70±0.15 b 3.89±0.87 a 8.65±0.75 a 18.61±0.54 a 49.14±2.24 a
    ats1-2 11.20±0.18 b 5.93±0.89 ab 0.65±0.15 b 4.67±0.32 a 8.89±1.06 a 18.67±0.98 a 48.31±1.68 a
    ats1-3 12.29±0.81 b 6.00±0.93 ab 0.57±0.18 b 6.02±1.62 a 9.08±1.02 a 18.28±0.88 a 46.04±1.45 a
      说明:WT为野生型对照,n=3,不同小写字母表示不同株系间显著差异(P<0.05)
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-11-29
  • 修回日期:  2023-03-01
  • 录用日期:  2023-03-06

功能丧失突变透示ATS1对拟南芥种子发育的非必需作用

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220738
    基金项目:  国家自然科学基金青年基金资助项目(32100209);浙江省自然科学基金青年基金资助项目(Q21C020003);国家自然科学基金面上基金资助项目(31871660)
    作者简介:

    柯星星(ORCID: 0000-0003-4206-4638),从事植物生物技术研究。E-mail: 568533807@qq.com

    通信作者: 郑月萍(ORCID: 0000-0002-8702-9556),讲师,博士,从事植物生化和代谢研究。E-mail: 630713861@qq.com
  • 中图分类号: Q946.4

摘要:   目的  甘油脂是生物膜的重要组成成分,植物中的ATS1催化甘油脂原核合成途径的第1步酰化反应,但目前ATS1在植物正常生长发育中的功能并不完全清楚。本研究目的是运用反向遗传学手段剖析ATS1功能丧失对植物生长发育的影响。  方法  运用CRISPR/Cas9基因编辑技术,构建拟南芥Arabidopsis ATS1基因功能丧失型突变体,并比较分析突变体与野生型在整个生育期的表型差异。  结果  分子鉴定显示:多个突变体中ATS1基因的第1个外显子碱基数呈非3的倍数的缺失或插入,从而导致移码突变或翻译提前终止。这些突变体的叶片中多不饱和脂肪酸C16:3的含量急剧下降,而C18:3 含量则显著增加。相随的表型分析显示:ATS1基因功能丧失有时会使叶片略显黄色,但对种子发育未产生可见影响。  结论  在正常生长条件下,ATS1并非拟南芥种子发育所必需的。图3表2参25

English Abstract

柯星星, 刘亚坤, 徐雪珍, 林怡馨, 郑志富, 郑月萍. 功能丧失突变透示ATS1对拟南芥种子发育的非必需作用[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220738
引用本文: 柯星星, 刘亚坤, 徐雪珍, 林怡馨, 郑志富, 郑月萍. 功能丧失突变透示ATS1对拟南芥种子发育的非必需作用[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220738
KE Xingxing, LIU Yakun, XU Xuezhen, LIN Yixin, ZHENG Zhifu, ZHENG Yueping. Loss-of-function mutations in ATS1 reveal its dispensable role in normal seed development of Arabidopsis[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220738
Citation: KE Xingxing, LIU Yakun, XU Xuezhen, LIN Yixin, ZHENG Zhifu, ZHENG Yueping. Loss-of-function mutations in ATS1 reveal its dispensable role in normal seed development of Arabidopsis[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220738

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