《REP1基因調控水稻內稃細胞分裂分化分子調控網路的研究》是依託上海交通大學，由袁政擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：REP1基因調控水稻內稃細胞分裂分化分子調控網路的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：袁政
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
水稻花發育不僅具有形態結構特異性，其後續形態建成還直接影響到物種的後代繁殖和產量，對其發育調控機理的研究具有重要的理論和套用價值。我們前期研究結果顯示，水稻rep1突變體內稃屬性部分喪失（維管束由3個變成類似外稃中的5個），後期細胞分裂分化異常（內稃變小且不能進行剛毛狀細胞分化的發育）。這種變化直接影響到rep1突變體後期種子的發育和產量，種子小而畸形，該材料是進行水稻花形態建成及內稃細胞發育分子機制研究的理想材料。本項研究將以野生型和rep1突變體為研究對象，系統分析水稻外/內稃細胞發育過程；通過生物信息學和分子生物學方法篩選組織特異性細胞周期基因；通過Q-RT PCR的方法尋找受REP1特異調控的候選細胞周期基因；並通過生物化學和遺傳學的方法確定REP1調控水稻內稃細胞發育的分子機制；同時進行酵母雙雜交和遺傳回復子篩選，為進一步揭示水稻花器官形態建成及內稃細胞發育分子調控網路奠定基礎。
結題摘要
水稻花器官是其花序發序和產量形成的基本結構單位，具有獨特的形態結構特徵。其中，內稃器官邊緣組織的特異細胞形態發育決定和影響了外、內稃器官的閉合緊密度，在保護內輪生殖器官免受病蟲侵害及種子發育等方面起到重要的作用，但其發育和細胞形態建成的分子調控機理卻知之甚少。在本研究中，我們以內稃邊緣組織異常發育的rep1，Osmads32和Osmads6突變體為研究對象，對野生型及突變體內稃細胞邊緣組織的發育進行了詳細的細胞學分析，建立了野生型內稃器官的發育進程及細胞行為模式，並發現內稃細胞具有細胞核內複製的特性，該細胞核內複製過程由OsMADS32和OsMADS6共同調控，細胞周期調控蛋白KPR4等在其中可能起到調節作用。而在rep1突變體中，OsMADS32和OsMADS6異位表位，引起內稃器官中心組織細胞也發生內複製，導致rep1突變體內稃器官邊緣組織細胞向中心組織的擴展。 此外，在rep1突變體背景下，我們進一步篩選獲得了eg1，eg2，Osmads1，Osmads32，jb25等突變體。在此基礎上，研究了E類、C類、MADS32類基因的功能，為水稻花器官形態建成分子作用網路提供遺傳證據，為進一步研究花器官形態建成和有限生長發育的分子調控網路奠定了基礎。應邀在Annual Review in Plant Biology系統闡述了水稻花序和花器官發育的分子作用網路。我們還發現植物激素茉莉素是水稻小穗向花器官轉換髮育進程中非常重要的調控信號之一，系統研究了水稻花器官起始發育過程中茉莉素信號產生、信號傳導及其下游回響基因OsMADS1的分子調控網路，並受邀在Current Opinion in Plant Biology對該領域的研究現狀和發展方向進行綜述評論。項目執行期間，培養博士生2名，碩士生5名，發表受本項目資助的研究論文9篇。
