《水稻矮化短粒基因DSG1的克隆及功能分析》是依託西南大學，由王楠擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：水稻矮化短粒基因DSG1的克隆及功能分析
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王楠
- 依託單位：西南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
株高和粒形是水稻最重要的農藝性狀，其調控機理的研究一直被認為是將來提高水稻產量的重要手段。我們在EMS突變體庫中篩選到了一個穩定遺傳的突變體，該突變體同時影響株高和粒形的發育，其株高顯著降低、籽粒明顯變短，因此將其命名為水稻矮化短粒突變體dwarf and short grain 1（dsg1）。遺傳分析確定dsg1突變性狀是受一對隱性核基因控制。DSG1被定位在第3染色體70Kb範圍內，該區間沒有與dsg1表型類似的突變體報導。通過測序獲得一個編碼U-box結構域的候選基因，目前已克隆的U-box編碼基因均不參與水稻株高和粒型調控，該候選基因可能是新的功能基因。在本研究中，我們將驗證候選基因，並通過表達模式分析、亞細胞定位、超表達分析、細胞學分析以及激素實驗等分析DSG1控制水稻株高及粒型的相關機理，為進一步開展基因互作等研究奠定基礎。
結題摘要
植物器官的發育由外部和內部因素的複雜系統控制。在這個系統中，植物激素髮揮著關鍵作用。植物激素也在選擇性去除短時調節蛋白中起到關鍵作用，這使得植物能快速適應其環境並定向生長和發育。泛素26S蛋白酶體系統（UPS）被認為是植物適應生長的關鍵系統。最近，泛素26S蛋白酶體系統的研究確認了UPS在激素生物學中發揮著關鍵作用。 在本研究中，我們鑑定了一個水稻矮化短粒基因DSG1，其編碼U-box E3泛素連線酶的功能。dsg1突變體中，根、節間、穗長和籽粒長度均短於野生型。此外，dsg1突變體的葉片更寬及捲曲。亞細胞定位確定DSG1蛋白定位於核和細胞質的。qRT-PCR和ProDSG1::GUS表明DSG1的表達沒有組織特異性，其在根、莖、葉、葉鞘和小穗中均有表達。DSG1的RNAi和超表達植株與野生型並無明顯的表型差異。相比於野生型，dsg1突變體對油菜素內酯反應不敏感，並且DSG1表達受到油菜素類內酯、乙烯、生長素和水楊酸的負調控。 本項目的主要結論：1、DSG1參與BR反應，同時也參與了多種激素途徑；2、DSG1參與細胞分裂和細胞伸長，同時DSG1也參與了葉片橫向發育調控。 E3泛素連線酶編碼基因DSG1的研究，對於我們了解水稻株高和粒長調控途徑有重要幫助。DSG1出現也構成了E3泛素連線酶參與激素生物學的重要證據，對於幫助我們了解UPS和激素的關係有一定作用。
