《水稻養分高效相關根構型基因的功能分析》是依託浙江大學，由毛傳澡擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：水稻養分高效相關根構型基因的功能分析
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：毛傳澡
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著人們對綠色農作物需求的大量增加。當前急需培育養分高效吸收的高產作物品種，以減少化肥的施用量。而良好的根構型是養分水分高效吸收的基礎。改變根構型以提高養分水分吸收效率將是一個不錯的策略。因此，闡明根構型調控的分子機制將具有重要的理論和套用意義。前期本實驗室曾篩選得到根向地性減弱的突變體Osgl1(Oryza sativa gravitropic less1),該突變體地上部和野生型沒顯著差異，在田間表現出更大的根系分布面積，在半施肥的土壤中表現為比野生型顯著提高產量。表明該基因具有良好的生產套用潛力。本項目將在克隆根構型調控基因OsGL1基礎上進一步闡明該基因的分子生化功能，通過酵母雙雜交和抑制子突變體篩選等方法闡明該基因的下游靶基因以及他們參與根向地性及根構型的分子調控機制。以便為養分高效吸收育種提供有用的基因和遺傳資源。
結題摘要
良好的根系構型是養分水分高效吸收的基礎。闡明根構型調控的分子機制具有重要的理論和套用意義。本研究對根生長角度調控基因OsGL1進行了詳細的功能分析,明確OsGL1的表達量和水稻根生長角度呈顯著負相關，通過啟動子接GUS轉基因材料及RT-qPCR分析闡明OsGL1在根、莖、葉中都有表達，但在根中表達最高，OsGL1在細胞膜和細胞質都有定位。OsGL1在根中主要在表皮細胞表達，通過調控OsPIN2在根尖的極性定位影響根尖生長素的極性定位，進而影響根生長角度。我們也明確Osgl1突變體相比野生型有更高的養分吸收效率。另外，本研究詳細分析了不定根調控基因CRD1的功能，明確CRD1是核質共同定位蛋白，影響miR156的積累進而影響不定根數目。通過圖位克隆方法克隆了不定根發生調控基因LCRN1，該基因編碼OsSPL3，lcrn1突變體中miR156靶位點突變造成OsSPL3轉錄本明顯積累，進而抑制不定根發生。我們也明確LCRN1通過下游靶基因OsMADS50調控生長素信號進而影響不定根數目，同時本研究還研究水稻生長素輸出轉運體PIN1a-PIN1d的功能，明確它們功能冗餘地參與調控不定根數目。本研究闡明OsGL1通過OsPIN2調控根生長角度；也揭示了不定根發生的重要調控路徑CRD1-miR156-OsSPL3-OsMADS50。這些研究結果為闡明水稻根構型的分子機制及改良根構型提高作物養分吸收效率提供了重要的理論和材料基礎。
