研究計畫主題
一. 花粉成熟期ASR蛋白質和其他基因蛋白質耐旱機制和基因調控之研究
花粉發育成熟前經過脫水的階段。會有一群蛋白質急遽的累積在花粉內。本計劃將從百合基因組庫篩選出 LLA23、LLA32、LLP12-2、LLP-PG和其他與乾燥相關基因,並進一步對這些基因特性、花粉專一性調控的方式探討,以暸解花粉成熟、萌發和花粉管的生長過程中,這些基因所扮演的角色。例如LLP12-2是RIC蛋白質,當ROP GTPase 活化後會與RIC 相結合而影響花粉管延伸的方向性。我們重建百合ROP GTPase 和 LLP12-2蛋白質,期使訊息傳遞的機制能更清楚。另外,百合花粉ASR蛋白質大量存在於細胞質和核中,具雙重的功能:一方面為類似轉錄因子的角色,一方面扮演保護的功能。百合花粉ASR基因轉入擬南芥,其轉殖株對ABA和高醣較不敏感。將進一步瞭解其不敏感性機制和調控。在應用上轉殖株具耐旱的特性,將深入瞭解耐旱性基因的調控機制,將有助於未來提高農作物耐旱性的目標。
花粉發育成熟前經過脫水的階段。會有一群蛋白質急遽的累積在花粉內。本計劃將從百合基因組庫篩選出 LLA23、LLA32、LLP12-2、LLP-PG和其他與乾燥相關基因,並進一步對這些基因特性、花粉專一性調控的方式探討,以暸解花粉成熟、萌發和花粉管的生長過程中,這些基因所扮演的角色。例如LLP12-2是RIC蛋白質,當ROP GTPase 活化後會與RIC 相結合而影響花粉管延伸的方向性。我們重建百合ROP GTPase 和 LLP12-2蛋白質,期使訊息傳遞的機制能更清楚。另外,百合花粉ASR蛋白質大量存在於細胞質和核中,具雙重的功能:一方面為類似轉錄因子的角色,一方面扮演保護的功能。百合花粉ASR基因轉入擬南芥,其轉殖株對ABA和高醣較不敏感。將進一步瞭解其不敏感性機制和調控。在應用上轉殖株具耐旱的特性,將深入瞭解耐旱性基因的調控機制,將有助於未來提高農作物耐旱性的目標。
二. 花藥壁絨氈層專一基因蛋白質之研究
花藥發育的第二時期是小孢子的形成。當此時期,花藥的絨氈層細胞呈極化、高度分泌,而細胞壁則逐漸消失。花粉位於花藥囊間,因此藥壁組織與花粉的成熟息息相關,若絨氈層發育上有缺陷,會使花粉敗孕,導致雄不孕的現象。此雄不孕現象在園藝學和作物學上有實際而重要的應用價值。目標是找出絨氈層專一基因之起動子。目前已經有八個基因積極研究中。其中百合 PR-10基因含1.6K 起動子區。將利用此絨氈層專一性起動子接上GUS reporter基因轉殖到煙草上,觀察GUS是否確實只在絨氈層細胞上顯現。 且將嘗試接上一 RNase,觀察轉殖株能否正常生長,成為雄不孕的植株。
花藥發育的第二時期是小孢子的形成。當此時期,花藥的絨氈層細胞呈極化、高度分泌,而細胞壁則逐漸消失。花粉位於花藥囊間,因此藥壁組織與花粉的成熟息息相關,若絨氈層發育上有缺陷,會使花粉敗孕,導致雄不孕的現象。此雄不孕現象在園藝學和作物學上有實際而重要的應用價值。目標是找出絨氈層專一基因之起動子。目前已經有八個基因積極研究中。其中百合 PR-10基因含1.6K 起動子區。將利用此絨氈層專一性起動子接上GUS reporter基因轉殖到煙草上,觀察GUS是否確實只在絨氈層細胞上顯現。 且將嘗試接上一 RNase,觀察轉殖株能否正常生長,成為雄不孕的植株。
三. 阿拉伯芥受逆境影響之突變株篩選和功能性基因研究
隨著地球不斷地暖化,植物不斷受到各種逆境的挑戰,這使得全球糧荒將成為未來需要面對的重要問題之ㄧ。因此,本實驗室另一研究目標為植物與抗逆境相關基因的選殖及基因功能性分析。以阿拉伯芥為模式植物,透過功能性遺傳學(functional genetic approach)中的正向遺傳學( forward genetics )分析方式,找出表型與逆境相關的突變株,進一步選殖調控此性狀之相對基因。再針對該突變株進行一系列的基因功能性分析,將能深入瞭解植物中與逆境相關基因的調控機制,這將有助於未來提高農作物抗逆境的目標。
隨著地球不斷地暖化,植物不斷受到各種逆境的挑戰,這使得全球糧荒將成為未來需要面對的重要問題之ㄧ。因此,本實驗室另一研究目標為植物與抗逆境相關基因的選殖及基因功能性分析。以阿拉伯芥為模式植物,透過功能性遺傳學(functional genetic approach)中的正向遺傳學( forward genetics )分析方式,找出表型與逆境相關的突變株,進一步選殖調控此性狀之相對基因。再針對該突變株進行一系列的基因功能性分析,將能深入瞭解植物中與逆境相關基因的調控機制,這將有助於未來提高農作物抗逆境的目標。
實驗室成員(2014年更新)
博士生: 陳韻竹
[email protected]
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博士生:蕭伃君
[email protected]
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碩士生:謝禮臣 [email protected]
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