AbstractRoot hair cells of Arabidopsis are a model system for investigations of polarized cell expansion. Root hairs are long, cellular extensions, produced by tip growth on trichoblast cells of the root epidermis. Many genes necessary for proper tip growth have been identified in Arabidopsis including RHD3. The Arabidopsis root hair defective3 (rhd3) mutant produces short, misshapen root hairs. RHD3 was cloned as a large GTP binding protein, and recently it was shown to be involved in the formation of the tubular ER network. To date, the role of RHD3 in ER formation and the cause of the defective root hairs in rhd3 mutants are still not clear. To uncover genetic interactions of RHD3, a genetic modifier screen was conducted in an rhd3 mutant background. Through this experiment 10 genetic modifiers of rhd3 were isolated. Characterization of these modifiers, revealed that 9 of them carry single, recessive mutations which, in combination with the rhd3 mutation, disrupt the growth of root hairs. Three of the mutations cause mutant root hair phenotypes without the rhd3 mutation. The remaining mutations fall into two groups; those that appear to be epistatic to mutations in RHD3 and those that are only able to affect root hair development in an rhd3 mutant background. A test for genetic interactions between RHD3 and two known genes, SHV2 and BOT1, was also conducted. The SHV2 gene encodes a GPI-anchored, COBRA-like protein, and mutations in SHV2 impair root hair elongation. Analysis of shv2 rhd3 double mutants, revealed that mutations in SHV2 can synthetically enhance the rhd3 mutant root hair phenotype.BOT1 encodes a Katanin-like, microtubule severing protein. Mutations in BOT1 lead to the growth of ectopic root hairs. Double mutant analysis revealed that mutations in BOT1 can partially suppress the effects of mutations in RHD3 on the growth of root hairs. / Résumé Les poils absorbants sont de longues extensions cellulaires produits dans la racine au niveau de la zone pilifère. Le mutant root hair defective3 (rhd3) d'Arabidopsis produit des poils absorbants courts et malformé. RHD3 est une grande protéine de liaison de GTP. Récemment il a été démontré que RHD3 est impliquée dans la formation du réseau tubulaire du réticulum endoplasmique (RE), mais l'implication de RHD3 dans la malformation des poils absorbants reste à élucider. Pour mieux comprendre le rôle de RHD3 lors de l'élongation des poils absorbants, nous avons crée d'autres mutants à partir d'Arabidopsis thaliana rhd3. Ce criblage nous a permis d'identifier 10 nouveaux gènes impliqués dans la croissance de l'apex racinaire, nommés de ren1 à ren10. L'analyse de ces mutants a révélé qu'à l'exception de ren5 les 9 autres mutants sont des mutations ponctuelles récessives qui associées la mutation rhd3 affectent la formation des poils absorbants. Trois de ces mutations (ren6, ren7 et ren9) causent des phénotypes anormaux des poils absorbant en l'absence de la mutation rhd3. Les mutations restantes se répartissent en deux groupes : ren1, ren2 et ren8, qui sont difficile à interpréter et ren3, ren4 et ren10, qui ont la capacité d'affecter le développement des poils des racines seulement dans le cadre du mutant rhd3.Nous avons également étudié l'interaction entre rhd3 et deux autres gènes connus, shv2 et bot1, pour leur implication dans la formation des poils absorbants. Le gène shv2 code pour une protéine ancrée à un GPI (Glycosylphosphatidylinositol), semblable à la protéine COBRA. Le mutant shv2 ralentit l'allongement des poils. L'analyse du double mutant shv2/rhd3 a révélé que la mutation shv2 accentue le phénotype de rhd3. Le gène bot1 code pour une protéine semblable à la katanine qui sert à sectionner les microtubules. Le mutant bot1 est connu pour induire la formation ectopique de poils absorbants. Le double mutant bot1/rhd3 présente quant à lui un phénotype atténué de rhd3.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.110637 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Doyle, Caitlin |
| Contributors | Huanquan Zheng (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Biology) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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