Geeni TMM roll lehe õhulõhede paigutuse kujunemises harilikus müürloogas (Arabidopsis thaliana) ja odras (Hordeum vulgare)

Abstract

Taimelehtedes on pisikesed avaused, õhulõhed, mida kasutab taim fotosünteesiks vajaliku süsihappegaasi omastamiseks ning vee transpireerimiseks. Õhulõhede arengu signaalirajas omab olulist rolli geen TOO MANY MOUTHS (TMM), mis mõjutab nii õhulõhede paiknevust kui tihedust ja seda lehe alumisel ja ülemisel küljel erinevalt. Kuidas TMM geen toimib põllumajanduslikult oluliste kõrreliste õhulõhede arengus, ei ole teada. Käesolevas töös uuriti geeni TMM rolli õhulõhede paigutumise kujunemisel nii odras (Hordeum vulgare) kui ka harilikus müürloogas (Arabidopsis thaliana). Selleks loodi tmm mutantsed odrad, ning komplementeeriti hariliku müürlooga tmm mutante terve TMM geeniga. Töös hariliku müürloogaga nähti olulist seost TMM geeni mõju ja lehe alumise külje õhulõhede tiheduse vahel. Samuti saadi tmm mutantsed ning häirunud TMM geeniga odrad, mille õhulõhede paiknevusest on aimata seda, et odra puhul TMM geeni funktsiooni kadu õhulõhede suhet märkimisväärselt ei mõjuta.

Plant leaves contain small pores called stomata, which are used for the uptake of carbon dioxide necessary for photosynthesis and for the transpiration of water. The gene TOO MANY MOUTHS (TMM) plays a critical role in the stomatal development signaling pathway, influencing both stomatal patterning and density differently on the abaxial and adaxial leaf surfaces. However, the specific function of the TMM gene in stomatal development in agriculturally significant grass species remains unknown. In the present study, the role of the TMM gene in determining stomatal distribution was investigated in both barley (Hordeum vulgare) and Arabidopsis thaliana. To achieve this, tmm mutant barley lines were generated, and Arabidopsis tmm mutants were complemented with a wild-type TMM gene. The research involving Arabidopsis revealed a significant effect of complementation with the TMM gene on stomatal density of the abaxial leaf surface in the tmm mutants. Furthermore, the analysis of the obtained tmm mutant and TMM-disrupted barley lines suggests that the loss of TMM gene function in barley does not significantly impact stomatal distribution between leaf surfaces.