Изучение генетического контроля передачи гиббереллинового сигнала у Arabidopsis thaliana тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.15, кандидат биологических наук Склярова, Ольга Александровна

• Склярова, Ольга Александровна
• кандидат биологических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Склярова, Ольга Александровна

Список сокращений

Введение

Обзор литературы

1. Гиббереллин и его роль в регуляции роста стебля у растений

1.1. Гиббереллины и пути их биосинтеза

1.2. Мутанты с нарушенным биосинтезом гиббереллинов

1.3. Мутанты с измененной чувствительностью к гиббереллинам

1.4. Гены GRAS семейства и их роль в развитии высших растений

1.5. Генетический контроль индукции цветения у A. thaliana: роль 27 генов гиббереллинового пути в инициации цветения у A. thaliana

2. Ауксиновые карликовые мутанты

3. Брассиностероидные карликовые мутанты

4. Генетический контроль развития AM побега 35 Материалы и методы

1. Растительный материал и условия выращивания растений

2. Морфологическая характеристика растений

3. Физиологические тесты

4. Метод сканирующей электронной микроскопии

5. Методы генетического анализа

5.1. Генетическое картирование с использованием морфологических 45 маркеров

5.2. Генетическое картирование с использованием ДНК-маркеров

6. Изучение картирования генов методом ОТ-ПЦР

7. Методы статистического анализа 50 Результаты и обсуждение 51 1 .Морфологический анализ мутантов па и spy

1.1. Анализ мутанта па

1.2. Анализ мутанта spy

2.Генетический анализ

2.1. Локализация генов NA и SPY2 на классической генетической карте 60 A. thaliana

2.2. Локализация гена NA на молекулярно-генетической карте А. 63 thaliana

3.1. Влияние гиббереллина на всхожесть недозрелых и покоящихся 67 семян

3.2. Влияние гиббереллина и паклобутразола на длину гипокотилей 68 проростков высоких и карликовых растений

3.3. Влияние гиббереллина на растяжение клеток стебля карликового 69 мутанта па

3.4. Влияние паклобутразола на прорастание семян мутанта па

3.5. Влияние паклобутразола на рост мутанта па

3.6. Влияние НУК, БАП и брассиностероидов на рост гипокотиля и 72 корня проростков высоких и карликовых растений

4. Анализ физиологической природу мутации spy

4.1. Влияние паклобутразола на прорастание семян мутанта spy

4.2. Влияние паклобутразола на рост цветоноса мутанта spy

4.3. Влияние фотопериода на время зацветания мутантов па и spy

5. Анализ аллелизма и генных взаимодействий

5.1. Анализ аллелизма мутации па с мутацией gai и изучение 81 взаимодействия генов NA, GAI и SPY1, контролирующих чувствительность к гиббереллину

5.2. Анализ взаимодействия гена NA с генами CL VI, CL V2, CL V3 и AS1, 84 влияющими на функционирование апикальной меристемы побега

5.3. Анализ аллелизма мутаций spy2 и spyl и изучение взаимодействия

3. Анализ физиологической природы мутации па генов SPY2 и SPY

5.4. Анализ взаимодействия гена SPY2 с генами GAIuNA

5.5. Анализ взаимодействия гена SPY2 с генами, контролирующими 92 биосинтез гиббереллина GA3 и GA

6. Анализ экспрессии генов, контролирующих биосинтез 94 гиббереллинов и брассиностероидов, и генов, контролирующих рост побега в карликовом мутанте па

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изучение генетического контроля передачи гиббереллинового сигнала у Arabidopsis thaliana»

Гиббереллины (ГА) - важнейший класс фитогормонов, контролирующих различные процессы онтогенеза у растений. Одной из главных функций ГА является регуляция роста стебля. Исследования механизмов этого процесса не только занимают важное место в современной генетике и биологии развития растений, но и имеют большое практическое значение, поскольку рост стебля является одним из наиболее важных признаков в селекции растений. Получение и анализ мутантов с нарушением роста стебля является эффективным подходом для изучения генетического контроля передачи гормональных сигналов, а также координации их действия. Выявление новых компонентов сигнальных путей и изучение их взаимодействия с ранее идентифицированными генами позволяет искать оптимальные пути для управления процессами роста и создания новых форм, устойчивых к полеганию хозяйственно ценных растений.

Изучение генетической и фитогормональной регуляции процессов развития цветоноса удобно проводить на мутантах растений. Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. благодаря малому размеру генома, короткому жизненному циклу, высокой плодовитости, самоопыляемости является идеальным модельным объектом генетических исследований. В 2000 году было завершено полное секвенирование генома A. thaliana, что существенно облегчило эксперименты по молекулярному картированию генов, а также анализу генной экспрессии.

Исследования мутантов A. thaliana, гороха (Pisum sativum), кукурузы (Zea mays), риса (Oryza sativa) и других видов растений позволили показать важнейшую роль ГА и брассиностероидов в регуляции роста стебля и идентифицировать гены, контролирующие биосинтез и катаболизм этих гормонов, а также гены, участвующие в передаче гормональных сигналов. В настоящее время с помощью мутационного анализа идентифицированны гены A. thaliana, негативно регулирующих передачу брассиностероидного и ГА-сигналов, но до сих пор еще мало известно о генах - позитивных регуляторах и генах, кодирующих белки -рецепторы этих гормонов. Для выявления всех недостающих компонентов генетической регуляции, изучения их взаимодействия с ранее идентифицированными генами, а также понимания механизмов координации гормонов в формировании роста цветоноса необходимы дальнейшие исследования по получению и изучению мутантов с измененным ростом стебля.

Диссертационная работа проводилась на мутантах с нарушением роста стебля из коллекции кафедры генетики МГУ и коллекции нотгингемского университета (NASC): карликовых мутантах па, le, ga3, ga5, gai, и мутантах с удлиненным стеблем spyl и spy2. По данным проведенных ранее исследований гены GA3, GA5 кодируют ферменты биосинтеза ГА и нарушают последние этапы биосинтеза этого гормона (Hedden, Proebstin, 1999). Гены GAI и SPY1 участвуют в негативной регуляции передачи ГА-сигнала (Richards et al., 2001); мутация gai вызывает нечувствительность к ГА, а мутация spyl - конститутивную экспрессию ГА-ответа (Wilson, Somerville, 1995; Jacobsen et al., 1996). Роль остальных генов в регуляции роста стебля исследована далеко не полностью. Целью данной работы являлось генетическое и морфофизиологическое изучение мутантов па, spy2, le-2 из коллекции кафедры генетики МГУ, а также создание схемы генетического контроля передачи гиббереллинового сигнала у A. thaliana на основе анализа генных взаимодействий и изучения экспрессии генов.

Задачи исследования:

1. Морфофизиологический и генетический анализ мутантов из коллекции кафедры генетики МГУ.

2. Локализация генов NA и SPY1 на генетической и физической карте А. thaliana с использованием морфологических и ДНК-маркеров.

3. Изучение взаимодействия генов NA и SPY1 с другими генами, контролирующими рост побега, на основе анализа фенотипа двойных мутантов.

4. Анализ экспрессии генов биосинтеза ГА и генов, контролирующих рост побега, в растениях мутанта па.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гиббереллины и их роль в регуляции роста стебля у растений

Гиббереллины (ГА) - важнейший класс фитогормонов, которые требуются для прорастания семян, перехода растения в репродуктивную стадию, развития тычинок и полноценных плодов (Кефели, 1984; Полевой, Саламатова, 1991). Но одной из главных функций ГА является регуляция роста стебля растений. Важнейшее значение в изучении роли ГА сыграли исследования на мутантах растений с изменением роста стебля.

Все имеющиеся гиббереллиновые мутанты с измененным ростом стебля можно разделить на два основных класса: мутанты с измененным биосинтезом ГА и мутанты с измененной чувствительностью к ГА (Reid, 1993). У мутантов первого класса блокированы определенные этапы синтеза ГА, что приводит к укорочению длины стебля. При этом после обработки мутантов активными формами ГА их стебель, как правило, достигает высоты, характерной для растений дикого типа. Это служит одним из критериев отличия мутантов данного класса от мутантов с измененной чувствительностью к ГА. Причиной снижения высоты стебля у дефицитных по ГА мутантов является уменьшение размера клеток или/и их числа. За счет этого сокращается число узлов и длина вегетативных и генеративных междоузлий (Reid, Howell, 1995). Мутанты этого класса описаны у кукурузы, гороха, томатов (Lycopersicon esculentum), пшеницы (Triticum aestivum), A. thaliana.

Второй класс - это многочисленная группа мутантов, у которых нарушения связаны не с биосинтезом ГА, а с нарушением пути передачи гормонального ГА сигнала. Процесс передачи ГА сигнала включает в себя несколько этапов: рецепция гормона, передача сигнала в разные части клетки и собственно гормональный ответ. Растения второго класса, как правило, имеют фенотип сходный с фенотипом мутантов ГА синтеза, но при этом после обработки экзогенными гормонами растения не восстанавливают нормальный фенотип в отличие от мутантов первого класса. Большинство мутантов второго класса характеризуются нормальным или повышенным содержанием ГА. Кроме того, в литературе описаны мутанты с конститутивным гормональным ответом, у которых он ярко выражен даже в присутствии ингибиторов синтеза ГА (например, паклобутразола). Примером мутантов с конститутивным ГА ответом может служить мутант - spy 1, выделенный у A. thaliana, а также мутанты la crys и мутант slender, выделенные из гороха и ячменя (Hordeum vulgare), соответственно (Jacobsen, Olszewski, 1993; Peng et al., 1997).

Рассмотрим каждый класс мутантов подробнее.

Заключение диссертации по теме «Генетика», Склярова, Ольга Александровна

выводы

1. Гены NA и SPY2 - новые компоненты негативной регуляции гиббереллинового ответа. Ген NA участвует в регуляции транскрипции гена синтеза гиббереллина GA4 (З/З-гидроксилазы). Ген SPY2 эпистатирует мутации ga3 и ga5, нарушающие синтез гиббереллина и мутацию па, вызывающую нечувствительность к этому гормону.

2. Гены NA и SPY2 локализованы в верхнем плече хромосомы 1 A. thaliana; ген NA тесно сцеплен с CAPS-маркерами 0846А, РТ14 и SSLP-маркером РТ15 и находится на физической карте в районе 1360 - 1410 тпн, соответствующем ВАС-клонам F13M7 и Т7А14.

3. Ген NA блокирует деления клеток апикальной меристемы побега и растяжение клеток междоузлий, контролируя один из конечных участков сигнального пути гиббереллина (после генов GAI и SPY1).

4. Ген NA участвует в контроле взаимодействия разных гормональных сигналов (гиббереллинового и брассиностероидного), регулируя уровень транскрипции гена DWF5/LE, кодирующего стеролредуктазу.

5. Построена новая схема генетического контроля передачи гиббереллинового сигнала у Arabidopsis thaliana с участием генов NA, SPY2 и DWF5/LE, основанная на изучении генных взаимодействий и анализе экспрессии генов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенной работы выявлены новые гены NA и SPY2, которые участвуют в передачи ГА-сигнала у A. thaliana. У мутанта па, как и у других мутантов с нарушением передачи ГА-сигнала, при обработке ГА не происходило увеличение длины стебля (Ежова и др., 1997). Полудоминантный характер наследования карликовости у мутанта па вместе с данными о его нечувствительности к ГА свидетельствует о том, что ген NA, как и ранее идентифицированные гены GAI, SPY, RGA, SHI, GAR2 в растениях дикого типа участвуют в негативной регуляции передачи ГА-сигнала. О потере мутантом па чувствительности к ГА свидетельствует и неспособнсть экзогенного ГА повышать всхожесть недозрелых или покоящихся семян. Эта особенность характерна и для мутанта gai (Peng et al., 1999). Кроме того, у мутанта па наблюдается задержка времени цветения при коротком дне, что характерно как для ГА-дефицитных мутантов, так и мутантов с нарушением передачи ГА-сигнала (Wilson et al., 1992; Jacobsen, 1993). Это связано с участием ГА в контроле процессов инициации цветения (Mouradov et al., 2002). В то же время мутант па существенно отличался от всех описанных ранее карликовых мутантов тем, что у него наблюдались изменения только отдельных, а не всех ГА-регулируемых процессов. Мутант имел практически нормальную зеленую (а не темно-зеленую как у gai) окраску листьев, длину гипокотилей, фертильность цветков и плодовитость стручков, у него практически не наблюдалось задержки перехода на репродуктивную стадию развития на длинном дне. У мутанта па не наблюдалось также уменьшения длины клеток гипокотиля, стебля, стручков. Более того, эксперименты с ГА и ингибитором биосинтеза ГА паклобутразолом показали, что изменение уровня экзогенного или эндогенного ГА изменяет цвет листьев мутантов (ГА делает листья желто-зелеными, а его ингибитор - темно-зелеными), ускоряет (ГА) или замедляет (ПБЗ) цветение, увеличивает (ГА) или снижает (ПБЗ) длину гипокотилей. Таким образом, мутация па вызывает менее широкий круг плейотропных эффектов, чем мутации в генах GAI, SPY1, которые являются негативными регуляторами передачи ГА-сигнала. Эти данные свидетельствуют о том, что продукт гена NA контролирует участки цепи передачи ГА-сигнала, после генов GAI, RGA, SPYL В пользу участия гена NA в единой цепи передачи ГА-сигнала свидетельствует эпистаз мутации па над мутациями gai и spyl. Местоположение гена NA в цепи передачи ГА-сигнала схематично представлено на рисунке 38.

Мутант spy2 имеет светло-зеленую окраску листьев, удлиненный стебель, устойчив к паклобутразолу как на стадии прорастания семян, так и на стадии выметывания цветоноса. Эти признаки характерны для мутанта с конститутивным ответом к ГА, spyl (см. обзор литературы, с. 18). Рецессивный характер наследования мутации spy2 и фенотип мутантного растения говорят о том, что данный ген участвует в негативной регуляции передачи ГА-сигнала. Об этом говорит и эпистаз мутации spy2 над мутацией gai, негативно регулирующей передачу ГА-сигнала, и исследуемой мутацией па. Кроме того, мутация spy2 частично эпистатирует мутации ga3 и ga5, нарушающие синтез гиббереллина. Эти данные позволяют предположить, что мутация spy2 контролирует участки цепи передачи ГА-сигнала до или после генов GAI, RGA, SPY1 (рис.38).

Гены биосинтеза ГА: GAI, GA2, GA3, GA4, GA5 активный гиббереллин

ГА4 индукция цветения Т

GAI, RGA, SPYl, SPY2* развитие генеративных органов содержание хлорофилла в листьях

17/11 т

NA* h 1

DWF5/LE* растяжение клеток междоузлий деление клеток AM прорастание семян растяжение клеток гипокотиля

Рисунок 38. Схема передачи ГА-сигнала у A. thaliana. Жирным шрифтом отмечены гены, исследуемые в данной работе; * отмечены новые компоненты передачи ГА-сигнала (объяснения в тексте).

Показано, что ген GAI и его гомолог ген RGA относятся к семейству GRAS генов (см. обзор литературы, с. 25). Ген NA пока не клонирован и его структура неизвестна. Проведенный нами анализ генов, локализованных в районе расположения гена NA, не обнаружил последовательностей ДНК, гомологичных GRAS-генам. Следовательно, ген NA, по-видимому, является компонентом другого генного семейства.

Исследования показали, что мутация па блокирует одновременно растяжение клеток междоузлий и деления клеток AM побега, то есть два главных ГА-зависимых процесса, обеспечивающих рост цветоноса. Продуктом гена NA, по-видимому, является регуляторный белок, способный одновременно контролировать экспрессию разных генов. Так, ген NA участвует в регуляции транскрипции гена биосинтеза гиббереллинов - GA4. Кроме того, продукт гена NA негативно регулирует экспрессию гена биосинтеза брассиностероидов - DWF5/LE, который отвечает за растяжение клеток междоузлий. Об этом свидетельствует и восстановление роста корня мутанта па под влиянием экзогенного эпибрассинолида (ЭБР). Таким образом, ген NA участвует в координации гиббереллинового и брассиностероидного сигналов (негативное влияние гена NA на гены GA4 и DWF5/LE схематично показано на рисунке 38 в виде-1). В свою очередь, анализ взаимодействия гена NA с генами, контролирующими размер AM, CLV1, CLV2, CLV3, позволил сделать предположение, что данные гены участвуют в последовательных процессах, связанных с ограничением пула клеток AM.

Отсутствие влияния мутации па на латеральные органы свидетельствует о том, что ген NA экспрессируется только в клетках главной оси. Морфологические особенности мутанта па и его нечувствительность к ГА вместе с данными о доминантном характере наследования карликовости позволяет предположить, что в растениях дикого типа продукт гена NA ограничивает деления и растяжения клеток стебля на вегетативной стадии развития. Это приводит к формированию укороченного побега - розетки. При переходе растений на стадию генеративного развития, который осуществляется при участии ГА-сигнала, негативная регуляция гена NA снимается либо в результате того, что ГА снимает негативное действие белка NA, либо за счет того, что ГА запрещает экспрессию гена NA. Активные клеточные деления в AM побега и последующее растяжение клеток приводят к формированию цветоноса.

Мутация в гене NA приводит к потере чувствительности к ГА белка NA, или к нерегулируемой экспрессии гена NA, поэтому, не смотря на наступление репродуктивной стадии развития, деления клеток AM и растяжение клеток междоузлий по-прежнему оказываются ограниченными действием гена па. В результате, растения либо вообще не могут сформировать цветонос, что наблюдается у гомозигот, либо формируют тонкие цветоносы с малым числом узлов и короткими междоузлиями. Обнаруженное нами увеличение числа клеток междоузлий у мутанта па, по-видимому, связано с усилением активности интеркалярной меристемы в ответ на подавление делений AM. Активизация интеркалярной меристемы у мутанта па свидетельствует о том, что деления клеток апикальной и интеркалярной меристем регулируются разными генетическими системами.

Проведенные исследования показали, что формирование укороченного стебля на вегетативной стадии развития, характерное для многих видов крестоцветных, у A. thaliana находится под контролем гена NA, активность которого регулируется ГА. Подтверждением этого предположения будет получение рецессивной мутации в гене NA, нарушающей его функцию путем мутагенеза мутантов па. Такая мутация должна привести к супрессии карликового фенотипа мутанта па и к нарушению формирования розетки из-за растяжения междоузлий стебля на вегетативной стадии. Обнаружение внутригенной супрессорной мутации позволит также подтвердить, что доминантность мутации па обусловлена постоянной активностью продукта гена NA.

С использованием морфологических маркеров гены NA и SPY2 локализованы в верхнем плече хромосомы 1 A. thaliana. Установлено, что ген NA тесно сцеплен с CAPS-маркерами 0846А, РТ14 и SSLP-маркером РТ15 и находится на физической карте в районе 1360-1410 т.п.н., соответствующем ВАС-клонам F13M7 и Т7А14. Эти сведения открывают возможность для последующего позиционного клонирования гена А^.

Таким образом, морфофизиологический и генетический анализ мутантов по генам NA и SPY2 A. thaliana показало, что это новые гены, контролирующие чувствительность к гиббереллину. Изучение генных взаимодействий говорит об участии этих генов в негативной передачи ГА-сигнала и контроле жизненно важных процессов развития растений, наряду с ранее идентифицированными генами GAI, RGA, SPYL

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Склярова, Ольга Александровна, 2006 год

1. Бейли Н. Статистические методы в биологии. М.: Изд-во Ин. Лит. 1962. С. 7593.

2. Ежова Т. А., Ондар У. Н., Солдатова О. П., Маманова Л. Б. Генетическое и физиологическое изучение карликовых мутантов Arabidopsis thaliana (L) Heynh // Онтогенез. 1997. Т. 28. № 5. С. 344-351.

3. Захаров И. А. Генетические карты высших организмов. Л.: Изд-во "Наука". 1979. С. 16-17.

4. Квитко К. В. Асептическая культура Arabidopsis thaliana и перспектива ее использования в ботанических исследованиях // Вестн. ЛГУ Сер. Биология. 1960. Т. 15. №3. С. 47-56.

5. Кефели В.И. Рост растений. М.: Наука. 1984. 175 С.

6. Лакин Г. Ф. Биометрия: Учебное пособие для биологических специальностей вузов. М.: Изд-во "Высшая школа". 1990.

7. Лебедева О.В. Изучение генетической и гормональной регуляции развития цветоноса Arabidopsis thaliana II Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук. Москва. 2004. 150 С.

8. Лебедева О.В., Склярова О.А., Ежова Т.А. Роль генов NANA и LEPIDA в регуляции роста стебля Arabidopsis thaliana // Генетика. 2004. Т.40. №7. С. 940-948.

9. Лутова Л.А., Проворов Н.А., Тиходеев О.Н., Тихонович И.А., Ходжайова Л.Т., Шишкова С.О. Генетика развития растений. СПб.: Изд-во "Наука". 2000. С. 297-302.

10. Маманова Л.Б. Генетический и биохимический анализ мутантов Arabidopsis thaliana (L) Heynh с измененной чувствительностью к окислительному стрессу: Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 1999.

11. Манниатис Т., Фрич Э., Сэнбрук Д. Молекулярное клонирование. М.: "Мир". 1984.

12. Полевой В.В., Саламатова Т.С. Физиология роста и развития растений. JL: ЛГУ. 1991.240 С.

13. Рыбчин В.Н. Основы генетической инженерии. С-П.: СПбГТУ. 1999. С. 170171.

14. Серебровский А. С. Генетический анализ. М.: Изд-во "Наука". 1970. С. 86-89, 288-290.

15. Achard P., Herr A., Baulcombe D.C., Harberd N.P. Modulation of floral development by a gibberellin-regulated microRNA // Development. 2004. V. 131(14). P. 3357-3365.

16. Azpiroz R., Wu Y., LoCascio J.C., Feldmann K.A. An Arabidopsis brassinosteroid-dependent mutant is blocked in cell elongation // Plant Cell. 1998. V. 10. P. 219230.

17. Barton M. K., Poethig, R.S. Formation of the shoot apical meristem in Arabidopsis thaliana: an analysis of development of the wild type and in the shoot meristemless mutant//Development. 1993 V.119. P. 823-831.

18. Barton M. Leaving the meristem behind: regulation of KNOX genes // Genome Biol. 2001. V. 2(1). P. 1-3.

19. Benfey P.N., Linstead P.J., Roberts K., Schiefelbein J.W., Hauser M.T., Aeschbacher R.A. Root development in Arabidopsis-. four mutants with dramatically altered root morphogenesis // Development. 1993. V.l 19. P. 57-70.

20. Bennett M.J., Marchant A., Green H.G., May S.T., Ward S.P., Millner P.A., Walker A.R., Schulz В., Feldmann K.A. Arabidopsis AUX1 gene: a permease-like regulator of root gravitropism.// Science. 1996. V. 273(5277). P. 948-950.

21. Blazquez M.A., Soowal L.N., Lee I., Weigel D. LEAFY expression and flower initiation in Arabidopsis II Development. 1997. V.124. P. 3835-3844.

22. Blazquez M.A., Green R., Nilsson O., Sussman M.R., Weigel D. Gibberellins promote flowering of arabidopsis by activating the LEAFY promoter // Plant Cell. 1998. V. 10(5). P.791-800.

23. Blazquez M.A., Weigel D. Independent regulation of flowering by phytochrome В and gibberellins in Arabidopsis II Plant Physiol. 1999. V. 120(4). P. 1025-1032.

24. Blazquez M.A., Weigel D. Integration of floral inductive signals in Arabidopsis II Nature. 2000. V. 404(6780). P. 889-892.

25. Boss P.K., Bastow R.M., Mylne J.S., Dean C. Multiple pathways in the dicision to flower: enabling, promoting and resseting // The Plant Cell. 2004. V. 16. P. 18-31.

26. Bouquin Т., Meier C., Foster R., Nielsen M.E., Mundy J. Control of specific gene expression by gibberellin and brassinosteroid // Plant Physiol. 2001. V. 127(2). P. 450-458.

27. Brand U., Fletcher J.C., Hobe M., Meyerowitz E.M., Simon R. Dependent of stem cell fate in Arabidopsis on a feedback loop regulated by CLV3 activity // Science. 2000. V.289 (5479). P.617-619.

28. Byrne M.E., Barley R., Curtis M., Arroyo J.M., Dunham M., Hudson A., Martienssen RA. Asymmetric leavesl mediates leaf patterning and stem cell function in Arabidopsis II Nature. 2000. V. 408. P. 967-971.

29. Byrne, M.E., Simorowski, J., and Martienssen, R.A. ASYMMETRIC LEAVES 1 reveals knox gene redundancy in Arabidopsis II Development. 2002. V. 129. P. 1957-1965.

30. Callum J., Bell C. J., Ecker J. R. Assignment of 30 microsatellite loci to the linkage map of Arabidopsis II Genomics. 1994. V.19. P. 137-144.

31. Carles C.C., Fletcher J.C. Shoot apical meristem maintenance: the art of a dynamic balance // Trends Plant Sci. 2003. V. 8(8). P. 394-401.

32. Chuck G., Lincoln C., Hake S. KNATI induces lobed leaves with ectopic meristems when overexpressed in Arabidopsis II Plant cell. 1996. V. 8. P. 1277-1289.

33. Chen J.J., Jassen B.J., Willians A., Sinha N. A gene fusion at a homeobox locus: alterations in leaf shape and implications for morphological evolution // Plant Cell. 1997. V. 9(8). P. 1289-304.

34. Chiang H., Hwang I., Goodman H. M. Isolation of the Arabidopsis GA4 Locus // Plant Cell. 1995. V. 7(2). P. 195-201.

35. Choe S., Dilkes B.P., Fujioka S., Takatsuto S., Sakurai A., Feldmann K.A. The DWF4 gene of Arabidopsis encodes a cytochrome P450 that mediates multiple 22-hydroxylation steps in brassinosteroid biosynthesis // Plant Cell. 1998. V. 10. P. 231-243.

36. Choe S., Fujioka S., Noguchi Т., Takatsuto S., Yoshida S., Feldmann K.A. Overexpression of DWARF4 in the brassinosteroid biosynthetic pathway results in increased vegetative growth and seed yield in Arabidopsis II Plant J. 2001. V. 26(6).5P. 73-82.

37. Clark S.E., Running M.P, Meyerowitz E.M. CLAVATA3 is a specific regulator of shoot and floral meristem development affecting the same processes as CLAVATAl //Development. 1995. V. 121. P. 2057-2067

38. Clark S.E., Jacobsen S.E., Levin J., Meyerowitz E.M. The CLAVATA and SHOOT MERISTEMLESS loci competitively regulate meristem activity in Arabidopsis // Development. 1996. V. 122. P.1567-1575.

39. Clark S.E., Williams R.W., Meyerowitz E.M. The CLAVATAl gene encodes a putative receptor kinase that controls shoot and floral meristem size in Arabidopsis II Cell. 1997. V. 16; 84(4). P. 575-585.

40. Clark G.B., Sessions A., Eastburn D.J., Roux S.J. Differential expression of member of the annexin multigene family in Arabidopsis.// Plant Physiol. 2001. V. 126(3). P. 1072-1084.

41. Clouse S.D., Sasse J.M. BRASSINOSTEROIDS: essential regulators of plant growth and development // Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol. 1998. V. 49. P. 427-451.

42. Clouse S.D., Langford M., McMorris T.C. A brassinosteroid-insensitive mutant in Arabidopsis thaliana exhibits multiple defects in growth and development // Plant Physiol. 1996. V. 111(3). P.671-678.

43. Corbesier L., Coupland G. Photoperiodic flowering of Arabidopsis: integrating genetics and physiological approaches to characterization of the floral stimulus // Plant, Cell and Environment. 2005. V. 28. P. 54-66.

44. Dellaporta S.L., Wood J., Hicks J.B. Aplant DNA minipreparation: version II // Plant Mol. Biol. Rep. 1983. V. 1. P. 19-21.

45. Dill A., Jung H.S., Sun T.P. The DELLA motif is essential for gibberellin-induced degradation of RGA // Proc Natl Acad Sci USA. 2001. V. 98(24). P. 14162-14167.

46. Dill A., Sun T. Synergistic derepression of gibberellin signaling by removing RGA and GAI function in Arabidopsis thaliana //Genetics. 2001. V. 159(2). P. 777-785.

47. Dill A., Thomas S.G., Hu J., Steber C.M., Sun T.P. The Arabidopsis F-box protein SLEEPY1 targets gibberellin signaling repressors for gibberellin-induced degradation //Plant Cell. 2004. V. 16(6). P.1392-405.

48. Ellis С. M., Nagpal P., Young J. C., Hagen G., Guilfoyle T. J., Reed Jason W. AUXIN RESPONSE FACTOR1 and AUXIN RESPONSE FACTOR2 regulate senescence and floral organ abscission in Arabidopsis thaliana II Development. 2005. V. 132. P.4563-4574.

49. Fletcher J.C., Bran, U., Running M.P., Simon R., Meyerowitz E.M. Signaling of cell fate decisions by CLAVATA3 in Arabidopsis shoot meristems //Science. 1999. V.283.P. 1911-1914.

50. Fridborg L., Kuusk S., Moritz Т., Sunberg E. The Arabidopsis dwarf mutant shi exhibits reduced gibberellin responses conffered by overexpression of a new putative zinc finger protein//Plant Cell. 1999. V.ll.P. 1019-1031.

51. Fridborg I., Kuusk S., Robertson M., Sundberg E. The Arabidopsis protein SHI represses gibberellin responses in Arabidopsis and barley // Plant Physiol. 2001. V. 127(3). P.937-948.

52. Grill E., Somerville C. Construction and characterization of a yeast artificial chromosome library of Arabidopsis which is suitable for chromosome walking // Mol. Gen. Genet. 1991. V.226. P. 484-490.

53. На С.-Н., Kim G.-T., Kim B.-C., Jun J.-H., Soh M.-S., Ueno Y., Machida Y., Tsukaya H., Nam H.-G. The BLADE-ON-PETIOLE gene controls leaf pattern formation through regulation of meristematic activity // Development. 2003. V. 130. P. 161-172.

54. Harven D., Gutfinger Т., Parnis A., Eshed Y., Lofschitz E. The marking of a compound leaf: genetic manipulation of leaf architectura in tomato // Cell. 1996. V. 84. P.735-744.

55. Hay A., Kaur H., Phillips A., Hedden P., Hake S., Tsiantis M. The gibberellin pathway mediates KNOTTED 1 -type homeobox function in plants with different body plans //Curr. Biol. 2002.V.12.P.1557-1565.

56. Hecht V., Foucher F., Ferrandiz C., Macknight R., Navarro C., Morin J., Vardy M.E., Ellis N., Beltran J.P., Rameau C., Weller J.L. Conservation of Arabidopsis flowering genes in model legumes // Plant Physiology. 2005. V. 137. P. 1420-1434.

57. Hedden P., Kamija Y. Gibberellin biosynthesis: enzymes, genes and their regulation // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1997. V.48. P. 431-460.

58. Hedden P., Phillips A.L. Gibberellin metabolism: New insights revealed by the genes // Trends Plant Sci. 2000. V.5. P.523-530.

59. Hedden P., Proebsting W. M. Genetic analysis of gibberellin biosynthesis // Plant Physiol. 1999. V.119. P. 365-370.

60. Helliwell, C.A., Chandler, P.M., Poole, A., Dennis, E.S., and Peacock, W.J. The CYP88A cytochrome P450, en/-kaurenoic acid oxidase, catalyzes three steps of the gibberellin biosynthesis pathway // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001. V.98. P.2065-2070.

61. Helliwell, C.A., Sheldon C.C., Olive M.R., Walker A.R., Zeevaart J.A., Peacock W.J., Dennis E.S. Cloning of the Arabidopsis e/tf-kaurene oxidase gene GA3II Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. V.95. P.9019-9024.

62. Jackson D., Veit В., Hake S. Expression of maize KNOTTED 1 related homeobox genes in the shoot apical meristem predicts patterns of morphogenesis in the vegetative shoot // Development. 1994. V. 120. P. 405-413.

63. Jacobsen S. E., Olszewski N. E. Mutation at the SPINDLY locus of Arabidopsis alter gibberellin signal transduction // Plant Cell. 1993. V.5. P. 887-896.

64. Jacobsen S.E., Binkowski K.A., Olszewski N.E. SPINDLY, a tetratricopeptide repeat protein involved in gibberellin signal transduction in Arabidopsis II Proc Natl Acad Sci USA. 1996. V. 93(17). P. 9292-9296.

65. Jeong S., Trotochaud A. E., Clark S. E. The Arabidopsis CLA VATA2 gene encodes a receptor-like protein required for the stability of the CLAVATA1 receptor-like kinase//Plant Cell. 1999. V. 11. P. 1925 -1934.

66. Kende H., van der Knaap E., Cho H-T. Deepwater rice: a model plant to study stem elongation//Plant Physiol. 1998. V.l 18 (4). P. 1105-1110.

67. Konieczny A., Ausubel F. M. A procedure for mapping Arabidopsis mutations using co-dominant ecotype-specific PCR-based markers // Plant Journal. 1993. V.4. P. 403-410.

68. Koornneef M., Stam P. Procedure for mapping by using F2 and F3 population // Arabidopsis Inf. Serv. V. 25. P. 35-40.

69. Koornneef M., Bosma T. D. G., Hanhart C. J., van der Veen J. H., Zeevaart J. A. D. The isolation and characterization of gibberellin-deficient mutants in tomato // Theor Appl Genet. 1990. V.80. P. 852-857.

70. Koornneef M., van der Veen J. H. Induction and analysis of gibberellin sensitive mutants in Arabidopsis thaliana (L.) Hehyn // Theor. Appl. Genet. 1985. V.58. P. 257-263.

71. Koornneef M., van der Veen J.H. Induction and analysis of gibberellin sensitive mutants in Arabidopsis thaliana (L.) Heyhn // Theor Appl Genet. 1980. V. 58. P. 257-263.

72. Laux Т., Mayer K. F. X., Berger J., Jiirgens G. The WUSCHEL gene is required for shoot and floral meristem integrity in Arabidopsis // Development. 1996. V. 122. P. 87-96.

73. Lenhard M., Jiirgens G. and Laux T. The WUSCHEL and SHOOTMERISTEMLESS genes fulfil complementary roles in Arabidopsis shoot meristem regulation // Development. 2002. V. 129. P. 3195 -3206.

74. Li J., Chory J. A putative leucine-rich repeat receptor kinase involved in brassinosteroid signal transduction // Cell. 1997. V. 5; 90(5). P. 929-938.

75. Li J., Nam K.H., Vafeados D., Chory J. BIN2, a new brassinosteroid-insensitive locus in Arabidopsis II Plant Physiol. 200l.V. 127(1). P. 14-22.

76. Long J. A., Moan E.I., Medford J.I., Barton M.K. A member of the KNOTTED class of homeodomain protein encodes by the STM gene of Arabidopsis //Nature. 1996. V. 4; 379(6560). P. 66-69.

77. Martin D. N., Proebsting W. M., Hedden P. The SLENDER gene of pea encodes a gibberellin 2-oxidase // Plant Phisiol. 1999. V. 121(3). P. 775-781.

78. Matsuoka M., Ichikawa H., Saito A., Tada Y., Fujimura Т., Kano-Murakami Y. Expression of a rice homeobox gene causes altered morphology of transgenic plants //Plant Cell. 1993. V. 5(9). P. 1039-1048.

79. Mayer K. F. X., Schoof H., Haecker A., Lenhard M., Jtirgens G., Laux T. Role of WUSCHEL in regulating stem cell fate in the Arabidopsis shoot meristem // Cell. 1998. V. 95. P. 805 -815.

80. McGinnis K.M., Thomas S.G., Soule J.D., Strader L.C., Zale J.M., Sun T.P., Steber C.M. The Arabidopsis SLEEPY1 gene encodes a putative F-box subunit of an SCF E3 ubiquitin ligase //Plant Cell. 2003. V. 15(5). P.120-130.

81. Melzer S., Kampmann G., Chandler J., Apel K. FPF1 modulates the competence to flowering in Arabidopsis II Plant J. 1999. V. 18(4). P. 395-405.

82. Mollen G. M., Bahnweg G., Lerman H. S., Geigek H. H. A simple and efficient protocol for isolation of high molecular weight DNA from filamentons fungi, fmit bodies and infected plant tissues // Nucleic Acids Research. 1992. V.20 (22). P.6115-6116.

83. Mouradov A., Cremer F., Coupland G. Control of flowering time: interacting pathways as a basis for diversity // Plant Cell. 2002. V. 14. P.l 11-130.

84. Nagatani A., Reed J.W., Chory J. Isolation and initial characterization of Arabidopsis mutants that are deficient in phytochrome A // Plant Physiol. 1993. V. 102(1). P. 269-277.

85. Nagpal P., Walker L.M., Young J.C., Sonawala A., Timpte C., Estelle M., Reed J.W. AXR2 encodes a member of the Aux/IAA protein family // Plant Physiol. 2000. V. 123(2). P.563-574.

86. Nemhauser J.L., Chory J. BRing it on: new insights into the mechanism of brassinosteroid action // J Exp Bot. 2004. V. 55(395). P. 265-270.

87. Noguchi Т., Fujioka S., Choe S., Takatsuto S., Tax F.E., Yoshida S., Feldmann K.A. Biosynthetic pathways of brassinolide in Arabidopsis II Plant Physiol. 2000. V. 124(1). P. 201-209. Erratum in: Plant Physiol. 2000. V. 124(2). P. 920.

88. Olszewski N., Sunb T-P., Gublerc F. Gibberellin signaling: biosynthesis, catabolism and response pathways // The Plant Cell. 2002. V. 14. P. 61-80.

89. Ori N., Eshed Y., Chuck G., Bowman J. L., Hake, S. Mechanisms that control knox gene expression in the Arabidopsis shoot // Development. 2000. V. 127. P. 55235532.

90. Parks B.M., Quail P.H. hy8, a new class of arabidopsis long hypocotyl mutants deficient in functional phytochrome A // Plant Cell. 1993. V. 5(1). P. 39-48.

91. Peng J., Carol P., Richards D. E., King К. E., Cowling R. J., Murphy G. P., Harberd N. P. The Arabidopsis GAI gene defines a signaling pathway that negatively regulates gibberellin response // Genes and Development. 1997. V.ll. P. 31943205.

92. Peng J., Harberd N. P. Derativative alleles of the Arabidopsis gibberellin-insensetive (gai) mutation confer a wild-type phenotype // Plant Cell. 1993. V.5 P. 351-360.

93. Peng J., Richards D. E., Moritz Т., Cano-Delgado A., Harberd N. P. Extragenic supressors of the Arabidopsis gai mutation alter the dose response relationship of diverse gibberellin responses // Plant Physiol. 1999. V.l 19. P. 1199-1207.

94. Phillips A. L., Ward D. A., Uknes S., Appleford N. E.J., Lange Т., Huttly A. K., Gaskin P., Graebe J.E., Hedden P. Isolation and expression of three gibberellin 20 -oxidase cDNA clones from Arabidopsis И Plant Physiol. 1999. V. 108. P. 10491057.

95. Pysh L. D., Wysocka-Dillen J. W., Camilleri C., Bouchez D., Benfey P. N. The GRAS gene family in Arabidopsis: sequence characterization and basic expressionanalysis of the SCARECROW-LIKE genes // The Plant Journal. 1999. V.18. № 1. P. 111-119.

96. Quail P.H., Boylan M.T., Parks B.M., Short T.W., Xu Y., Wagner D. Phytochromes: photosensory perception and signal transduction // Science. 1995. V. 268(5211). P. 675-680.

97. Reed J.W., Nagpal P., Poole D.S., Furuya M., Chory J. Mutations in the gene for the red/far-red light receptor phytochrome В alter cell elongation and physiological responses throughout Arabidopsis development // Plant Cell. 1993. V. 5. P. 147-157.

98. Reed J.W., Nagatani A., Elich T.D., Fagan M., Chory J. Phytochrome A and phytochrome В have overlapping but distinct functions in Arabidopsis development //PlantPhysiol. 1994. V. 104. P. 1139-1149.

99. Reid J. B. Plant hormone mutants // Plant Growth Regul. 1993. V.12. P. 207-226.

100. Reid J. В., Howell S. H. Hormone mutants and plant development // Plant Hormone. 1995. P. 448-485.

101. Richards D.E., King K.E., Ait-Ali Т., Harberd N.P. HOW GIBBERELLIN REGULATES PLANT GROWTH AND DEVELOPMENT: A Molecular Genetic Analysis of Gibberellin Signaling // Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol. 2001. V. 52. P. 67-88.

102. Sakamoto Т., Kobayashi M., Itoh H., Tagiri A., Kayano Т., Tanaka H., Iwahori S., Matsuoka M. Expression of a gibberellin 2-oxidase gene around the shoot apex is related to phase transition in rice // Plant Physiol. 2001 V.125(3). P.1508-1516.

103. Schoof H., Lenhard M., Haecker A., Mayer K.F., Jurgens G., Laux T. The stem cell population of Arabidopsis shoot meristems in maintained by a regulatory loop between the CLAVATA and WUSCHEL genes // Cell. 2000. V. 100(6). P. 635-644.

104. Schomburg F. M., Bizzell С. M., Lee D. J., Zeevaart J. A. D., Amasino R. M. Overexpression of a novel class of gibberellin 2-oxidases decreases gibberellin levels and creates dwarf plants // The Plant Cell. 2003 .V. 15. P. 151-163.

105. Sentoku N., Sato y., Matsuoka M. Overexpression of rice OSH genes induces ectopic shoot on leaf sheaths of transgenic rice plants // Dev Biol. 2000. V. 220. P. 358-364.

106. Serikawa K.A., Martinez-Laborda A., Zambrysky P. Three knottedl like homeobox genes in Arabidopsis //Plant Mol Bio. 1996. V. 32(4). P.673-683.

107. Silverstone A. L., Ciampaglio C. N., Sun T. The Arabidopsis RGA gene encodes a transcriptional regulator repressing the gibberellin signal transduction pathway // Plant Cell. 1998. V.10. P. 155-169.

108. Silverstone A. L., Мак P. Y. A., Martinez E. C., Sun T. The new RGA locus encodes a negative regulator of gibberellin response in Arabidopsis thaliana 11 Genetics. 1997. V.146.P. 1087-1099.

109. Silverstone A.L., Jung H-S., Dill A., Kawaide H., Kamiya Y., Sun T-P. Repressing a repressor gibberellin-induced rapid reduction of the RGA protein in Arabidopsis II 2001. Plant Cell. V. 13(7). P. 1555-1566.

110. Sinha N.R., Williams R.E., Hake S. Overexpression of the maize homeobox gene, KNOTTED-1, causes a switch from determinate to indeterminate cell fates // Genes Dev. 1993. V 7(5). P. 787-795.

111. Sinha N. Leaf development in angiosperms // Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1999. V.50. P. 419-446.

112. Smith L.G., Greene В., Veit В., Hake S. A dominant mutation in the maize homeobox gene, Knotted-1, causes its ectopic expression in leaf cells with altered fates // Development. 1992. V.l 16. P. 21-30.

113. Steber C.M., Cooney S.E., McCourt P. Isolation of the GA-response mutant slyl as a suppressor of ABI1-1 in Arabidopsis thaliana II Genetics. 1998. V.149. P. 509521.

114. Steber C.M., McCourt P. A role for brassinosteroids in germination in Arabidopsis II Plant Physiol. 2001. V. 125(2). P. 763-769.

115. Steeves T.A., Sussex I.M. Patterns in Plant Development // Cambridge Univ. Press, Cambridge, U.K. 1989.

116. Swain S.M., Tseng T-S., Thornton T.M., Gopalraj M., Olszewski N.E. SPINDLY Is a Nuclear-Localized Repressor of Gibberellin Signal Transduction Expressed throughout the Plant // Plant Physiol. 2002. V. 129(2). P. 605-615.

117. Sun Т., Goodman H.M., Frederick M.A. Cloning the Arabidopsis GAI locus by genomic subtraction // Plant Cell. 1992. V.4. P. 119-128.

118. Talon M., Koornneef M., Zeevaart J.A. D. Accumulation of С19 -gibberellins in the gibberellin-insensetive dwarf mutant gai of Arabidopsis thaliana (L.) Heynh // Planta. 1990. P. 501-505.

119. Tiwari S.B., Wang X-J., Hagen G., Guilfoyle T.J. AUX/IAA proteins are active repressors, and their stability and activity are modulated by auxin // Plant Cell. 2001. V. 13. P. 2809-2822.

120. Thomas S.G., Phillips A.L., Hedden P. Molecular cloning and functional expression of gibberellin 2-oxidases, multifunctional enzymes involved in gibberellin deactivation // Proc Natl Acad Sci USA. 1999. V. 96(8). P. 4698-4703.

121. Trotochaud A.E., Нао Т., Wu G., Yang Z., Clark S.E. The CLAVATA1 receptor-like kinase requires CLAVATA3 for its assembly into a signaling complex that includes KAPP and a Rho-related protein // Plant Cell. 1999. V. 11. P. 393-406.

122. Trotochaud A.E, Jeong S., Clark S.E. CLAVATA3, a multimeric ligand for the CLAVATA1 receptor-kinase// Science. 2000. V. 289(5479). P. 613-617.

123. Tyler L., Thomas S.G., Hu J., Dill A., Alonso J.M., Eeker J.R., Sun T.P. Delia proteins and gibberellin-regulated seed germination and floral development in Arabidopsis II Plant Physiol. 2004. V. 135(2). P. 1008-1019.

124. Weigel D., Alvarez J., Smyth D.R., Yanofsky M.F., Meyerowitz E.M. LEAFY controls floral meristem identity in Arabidopsis II Cell. 1992. V. 69(5). P. 843-859.

125. Wells L., Vosseller K., Hart G.W. Glycosylation of nucleocytoplasmic proteins: signal transduction and O-GlcNAc // Science. 2001. V. 291. P. 2376-2378.

126. Wen C-K., Chang C. Arabidopsis RGL1 encodes a negative regulator of gibberellin responses // Plant Cell. 2002. V. 14. P. 87-100.

127. Whitelam G.C., Johnson E., Peng J., Carol P., Anderson M.L., Cowl J.S., Harberd N.P. Phytochrome A null mutants of Arabidopsis display a wild-type phenotype in white light // Plant Cell. 1993. V. 5(7). P. 757-768.

128. Williams R.W. Plant homeobox genes: many functions stem from a common motif //BioEssays. 1998. V. 20. P. 280-282.

129. Wilson R.N., Heckman J.W., Somerville C. R. Gibberellin is required for flowering in Arabidopsis thaliana under short days // Plant Physiol. 1992. V. 100(1). P. 403408.

130. Wilson R.N., Somerville C. R. Phenotypic suppression of the gibeberellin-insensitive mutant (gai) of Arabidopsis И Plant Physiol. 1995. V.108. P. 495-502.

131. Wolbang C.M, Chandler P.M, Smith J.J, Ross J.J. Auxin from the developing inflorescence is required for the biosynthesis of active gibberellins in barley stems // Plant Physiology. 2004. V.134. P.769-776.

132. Woodward A.W., Bartel B. Auxin: Regulation, Action, and Interaction // Annals of Botany. 2005. V. 95(5). P.707-735.

133. Zenser N., Ellsmore A., Leasure C., Callis J. Auxin modulates the degradation rate of Aux/IAA proteins // Proc Natl Acad Sci U S A. 2001. V. 98(20). P. 1179511800.