賴草地下根莖網梯級分櫱基因調控機理研究

《賴草地下根莖網梯級分櫱基因調控機理研究》是依託濟南大學，由何文興擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：賴草地下根莖網梯級分櫱基因調控機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：何文興
• 依託單位：濟南大學

項目摘要

根莖型禾草是草原牧草種群及群落結構的重要組成部分，很多優良牧草具有地下根莖，通過分櫱進行無性繁殖，從而形成縱橫交錯的地下根莖網及與之對應的地上子代分株。賴草是典型的無性繁殖植物，本項目擬通過同源基因克隆技術，克隆水稻分櫱角度調控關鍵基因la在賴草中的同源基因；並對包括已克隆的LRC1基因（是調控水稻分櫱起始、生長的MOC1基因在賴草中的同源基因）在內的2個關鍵基因進行與地下根莖網梯級分櫱發育進程同步的組織、時段特異性表達分析，結合生態因子調控下目標基因過量表達、缺失表達株系表型和生理因子檢測分析，進而揭示賴草根莖網梯級分櫱與2個基因調控表達間關在線上制。該機理的闡明，不僅對單子葉植物具有重要的發育生物學意義，同時也為充分利用根莖分櫱型禾草來恢復退化、沙化草地植被及禾穀類農作物分櫱性狀改良提供實驗證據；另外，該根莖分櫱基因調控機理的揭示也為頑固的根莖型農田雜害草防治和境外入侵種防控提供新思路。

結題摘要

天然草原約占我國土地面積的41%，無論在草甸草原、典型草原、荒漠化草原還是在高寒草甸，通過根莖進行分櫱增殖的根莖型禾草往往憑藉其耐乾旱、耐貧瘠、耐踐踏等諸多優良性狀而成為群落建群種和優勢種。本項目以典型的根莖型禾草賴草為研究對象，通過同源基因克隆技術結合計算智慧型算法，克隆了賴草分櫱角度調控相關LA基因，其cDNA全長1606bp，編碼416 胺基酸，分子量42.67kD，理論等電點4.69，含3個跨膜區；通過實時螢光定量PCR技術分析了LRC1基因在賴草幼苗（種子萌發出土後第4-8周）不定根和不定根發生部位的節中的表達量，結果表明：LRC1基因在賴草不定根中的表達量隨著幼苗發育進程的推進而逐步增加，而在不定根發生部位的節中的表達量則呈現為先增後減、再增加的波動趨勢；短光照處理對LRC1基因表達有抑制作用。LRC1基因組織特異性表達檢測分析表明，其在根莖等地下部位表達量顯著高於葉片、莖、花等地上部位；另外，原位雜交結果顯示，該基因在賴草根莖節有豐富表達，尤其是在皮層細胞的細胞壁表達量較高。該項目為如何深入開展賴草等根莖型禾草分櫱過程的基因調控機理研究奠定了基礎，特別是賴草幼苗如何分化產生第一條根莖基因調控研究發現了線索。