探討在不同組織表現LWD1/2基因對阿拉伯芥生物時鐘的影響

科展類別
臺灣國際科展作品
屆次
2012年
科別
植物學
得獎情形
一等獎
學校名稱
臺北市立第一女子高級中學
指導老師
李宏孝;吳素幸
作者
王品涵;許嘉容
關鍵字
生物時鐘,LWD1/2,維管束
備註
美國團隊正選代表:美國第63屆國際科技展覽會; 青少年科學獎

摘要或動機

阿拉伯芥中,生物時鐘 (circadian clock) 會產生 24 小時之概日韻律 (circadian rhythm) 使植物適應環境中的溫度與光線變化。在阿拉伯芥中目前已經發現 LIGHT-REGULATED WD1 (LWD1) 和 LWD2 基因和調控生物時鐘有關,使其維持正常的一天 24 小時週期。當 LWD1 與LWD2 基因產生突變時,植物的生物時鐘週期會由一天24小時變為一天只有18小時。之前研究結果顯示 LWD1/2 會在維管束大量表現,由於目前對於維管束生物時鐘之運轉機制所知甚少,因此我們希望能進一步研究 LWD1/2 與維管束生物時鐘間的關係。 為了解 LWD1/2 在維管束中表現是否與其功能相關,我們將此兩種基因接上只會在維管束或葉肉細胞中表現的啟動子,轉殖入 lwd1 lwd2 雙突變株中進行互補試驗 (complementation test);藉由觀察生物時鐘週期是否從 18 小時恢復為 24 小時,以了解這兩個基因的作用位置及功能。由實驗結果來看,我們發現不論是單獨在維管束或是葉肉細胞中表現 LWD1 或 LWD2 基因,皆會影響到阿拉伯芥的生物時鐘,整棵植株表現出的綜合週期,介於野生型 24 小時與 lwd1 lwd2 雙突變株 18 小時之間。這個結果顯示,不同組織之間的生物時鐘可能不會互相影響;而 LWD1/2 雖於維管束中有較高的表現量,但仍需要在葉肉細胞表現才能具備完整功能。


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