水稻矮化卷葉基因DRL的圖位克隆與作用機理研究

《水稻矮化卷葉基因DRL的圖位克隆與作用機理研究》是依託西南大學，由方立魁擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：水稻矮化卷葉基因DRL的圖位克隆與作用機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：方立魁
• 依託單位：西南大學

項目摘要

葉片是植物光合作用的重要器官，葉片發育機制的研究是農作物株型分子改良的基礎。在擬南芥等模式植物中對葉片極性發育的基因調控機理已有較為深入的探討，但是在單子葉植物尤其在水稻中這方面的研究還相對薄弱。水稻是我國重要的糧食作物，適度捲曲的葉片形態是水稻超高產理想株型的重要性狀。本研究水稻卷葉突變體drl來源於秈型恢復系縉恢10號的EMS誘變體庫。突變體drl葉片全生育期筒狀捲曲至成熟期變窄，植株矮化。組織細胞學觀察表明突變體葉片部分小維管束的遠軸面厚壁細胞被葉肉細胞取代；維管系統發育異常；葉片的近遠軸極性發育異常，葉片遠軸面大瘤狀乳突組織消失，而近軸面卻出現了大瘤狀乳突組織。遺傳分析表明drl突變性狀受隱性單基因控制，已將突變基因定位在第3染色體長臂端粒約95.3kb區域內，在該區域內還未見相似突變體報導。本研究擬圖位克隆DRL基因，並利用分子生物學、蛋白質組學等技術研究其功能和作用機理。

結題摘要

卷葉作為超高產育種中理想株型的一個很重要的形態指標，對控制該性狀的有關功能基因卻研究得很少。在這項研究中，我們通過圖位克隆鑑定了一個葉片和外稃極性發育缺陷，從而表現出葉片筒卷，外稃凹陷表型的突變體lf1。LF1基因的表達由於受到miRNA165/166的抑制，從而主要是葉片和外稃的近軸面表達。LF1基因編碼一個HD-ZIP III家族的轉錄激活因子，定位在細胞核。LF1基因通過調控IAA的合成和信號轉導過程，從而調控葉片和外稃極性的建成，進而影響葉片和外稃形態的發育。因此，本項目研究，不僅增加了人們對水稻側生器官極性建成的遺傳機制和分子調控水平的認知，同時對於遺傳上控制植株的立體姿勢和葉片受光形態，提高光能利用效率，同時減少葉片的蒸騰作用都具有重要意義。