《一個新的水稻多櫱基因的圖位克隆和功能分析》是依託河南師範大學，由李萬昌擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：一個新的水稻多櫱基因的圖位克隆和功能分析
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：李萬昌
- 依託單位：河南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
水稻分櫱在決定株型和產量方面具有重要作用。到目前為止，雖克隆了10多個多櫱基因，但這些多櫱突變體，除分櫱變化外，株高和育性均降低。多櫱突變體ht1，是目前唯一報導的分櫱數顯著增加而株高和育性不受影響的水稻顯性多櫱突變體。其調控機制和已有的多櫱突變體是否一致，還不清楚。因此，對多櫱基因HT1進行克隆和功能分析研究具有十分重要的理論和實際意義。我們已將該顯性多櫱基因HT1精細定位於水稻第10號染色體長臂上60kb的物理距離內，並找到一候選基因ORF3。本研究擬在前期研究的基礎上，構建轉化載體，通過遺傳互補的方法確認它是造成多櫱突變的HT1基因；並進一步通過構建和其它分櫱突變體的雙突變體，利用組織解剖學、植物生理學、生物化學、分子生物學、生物信息學、遺傳學和酵母雙雜等理論和方法，分析HT1基因的生物學功能，探討其可能的調控途徑，為最終利用該基因奠定基礎。
結題摘要
水稻分櫱在決定株型和產量方面具有重要作用，但分櫱是一個複雜的生物現象，對水稻已有分櫱突變體的研究表明，存在多條途徑影響分櫱的發生，這些突變體，除分櫱數目變化外，株高和其它農藝性狀也均發生變化。而我們在新稻18（粳稻）的大田中發現一株分櫱力很強的自然突變體ht1，在最大分櫱期和抽穗期調查其分櫱數，分櫱數分別為46.8±3.5和36.6±2.5，是其野生型新稻18的(最大分櫱期13.6±1.9) 3.44倍和(抽穗期11.6±1.1)3.2倍，是目前唯一報導的分櫱數顯著增加而株高和育性等其它農藝性狀不受影響的水稻多分櫱突變體。經遺傳分析表明，該突變基因受單顯性核基因HT1控制。我們利用極端個體定位法將HT1基因精細定位於第10染色體長臂上標記CAPs1和SSR3之間60kb的區間內。在定位區段內，對野生型和突變體的DNA序列進行測序比對，發現突變體中HT1的第三個外顯子上發生了A-G的突變，並且在起始密碼子ATG前的非編碼區600bp處，突變體DNA序列比野生型多了一段GGTGGAAAG。這段序列剛好是一段增強子序列。而HT1基因編碼一種反轉錄酶，主要分布於細胞分裂旺盛的組織中，並對細胞的分裂起著重要的調控作用，與水稻的生長發育密切相關，調控水稻分櫱的發生。將該基因干擾掉後，分櫱數顯著減少，株高降低。將該基因轉到其他分櫱力弱的水稻中，該水稻的分櫱數顯著增加。通過外源激素（生長素、細胞分裂素和獨腳金內酯）處理實驗，發現多分櫱突變體ht1 對外源激素的處理不敏感。通過突變體和野生型的內源激素（生長素、玉米素核苷、脫落酸和赤黴素）測定試驗，表明其內源激素和野生型差別不明顯。因此，該基因通過激素途徑調節分櫱數目增多的可能性較小，而很有可能是通過增強子增強了該基因的表達量，從而引起分櫱數的增加。該項目的研究成果為多分櫱發生的分子調控機理研究提供了一條新的研究思路，並為最終利用該基因奠定了堅實的基礎。
