基於擬南芥QTL位點RSB2的植物主莖分枝分子調控機制

《基於擬南芥QTL位點RSB2的植物主莖分枝分子調控機制》是依託復旦大學，由黃雪清擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於擬南芥QTL位點RSB2的植物主莖分枝分子調控機制
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：黃雪清

項目摘要

高等植物的分枝發育決定著植物地上株型系統，在植物形態建成中占有十分重要的地位；植物的分枝也是影響作物生物量和產量的重要農藝性狀。因此植物分枝的研究不僅具有重要的理論價值還可服務於農業生產，但目前對植物分枝調控的分子機制了解還較少。申請人在博士後期間運用國際上先進的多親本重組自交系群體研究發現擬南芥中兩個減少主莖分枝的主效QTL位點（RSB1和RSB2）加性互作共同調控主莖分枝， RSB1已被克隆鑑定為AGL6基因,但其調控分枝的分子機理仍不清楚；而RSB2定位於一個沒有已知分枝調控基因的基因組區域，暗示它很可能是一個新基因。項目擬以RSB2 精細定位為出發點，用分子遺傳學手段對RSB2進行克隆和鑑定。進一步綜合運用生理生化，分子生物和組學等現代生物技術手段對RSB1和RSB2在植物分枝調控中的作用機理進行全面深入的研究，以期豐富植物調控分枝的特異性分子網路，為農業生產分子育種提供理論依據。

結題摘要

植物分枝發育很大程度上決定了植物地上部的形態結構，在植物的形態建成中占有非常重要的地位。它又與作物的生物量和結實量有著密切的關係，是作物的重要農藝性狀之一。因此植物分枝發育的研究不僅具有非常重要的理論價值，還可套用於農業實際生產。儘管在環境因素的影響下植物的分枝具有一定的可塑性，但總體而言分枝發育調控是受遺傳因素控制的。為了進一步了解分枝形成的分子遺傳機制，本項目將擬南芥多親本重組自交系群體研究中發現的一個減少主莖分枝的主效QTL位點—RSB2精細定位到擬南芥3號染色體末端分子標記 S3-21031 和 S3-21037 之間約 6kb 的物理區間內。候選基因分析及轉基因互補實驗證實AT3g56780基因調控擬南芥主莖分枝的發育，這個基因的生物學功能以前沒有被報導過，我們命名這個基因為RSB2。序列分析發現RSB2編碼一個含有富含亮氨酸重複（LRR）的結構域的F-BOX蛋白，含有431個胺基酸。RSB2蛋白定位在細胞質中，其表達無時空特異性特徵。研究發現RSB2基因在第24bp位置的T/A突變導致了主莖分枝的改變。自然界中該突變的頻率為0.8%，是一稀有突變。RSB2與已知突變體沒有顯著相互作用，是一新的調控途徑。進一步研究發現RSB2以參與泛素介導蛋白質的降解途徑調控擬南芥的主莖發育。該項目的完成，為進一步闡明植物分枝調控的分子機制提供了新的思路，豐富人們對植物分枝發育調控機制機理的認識, 為人們通過反向遺傳學手段定向改造植株形態，培育出具有理想株型的作物新品種奠定堅實的基礎，在農業生產上具有重要意義。