qPE9-1調(diào)控水稻直立穗形成的遺傳機(jī)理研究.pdf

1、水稻是我國(guó)最重要的糧食作物之一。為了保障我國(guó)糧食的安全供給，依靠大幅度提高水稻單產(chǎn)是有效的手段。目前，雜種優(yōu)勢(shì)利用與理想株型相結(jié)合的超高產(chǎn)育種被認(rèn)為是水稻產(chǎn)量水平發(fā)生再次飛躍的重要策略。直立穗是目前粳稻品種最重要的株型之一。直立穗株型形成的關(guān)鍵基因qPE9-1已經(jīng)被克隆，但其調(diào)控直立穗形成的分子機(jī)制還不清楚。在前期研究中，利用酵母雙雜交篩選出1個(gè)與qPE9-1互作的蛋白，命名為PIP1(qPPE9-1Interacting Protei

2、n1)，屬于GASR(Gibberellic Acid-stimulated transcript in rice)家族成員，并進(jìn)行了轉(zhuǎn)基因功能驗(yàn)證。本研究在此基礎(chǔ)上，繼續(xù)開展相關(guān)研究，為解析qPE9-1調(diào)控水稻直立穗株型的遺傳生理基礎(chǔ)提供信息。主要取得以下研究結(jié)果:
　　1、構(gòu)建了包含著3個(gè)結(jié)構(gòu)域的部分qPE9-1蛋白的載體，分別包含Gγ結(jié)構(gòu)域，包含Gγ和TM結(jié)構(gòu)域，以及包含TM和Cys-rich結(jié)構(gòu)域，將其分別連入pGBKT7

3、(BD)載體，與連入pGADT7(AD)的PIP1蛋白進(jìn)行酵母雙雜交分析。結(jié)果表明，PIP1蛋白不能與Gγ結(jié)構(gòu)域互作，但可以與C端的富含半胱氨酸結(jié)構(gòu)域發(fā)生互作。
　　2、鑒定了兩個(gè)T2代純合RNAi株系(PIP1-RNAi和PIP1-RNAi2)，并進(jìn)行農(nóng)藝性狀考察。結(jié)果表明，PIP1基因表達(dá)水平的下降，導(dǎo)致株高下降，穗長(zhǎng)變短，每穗粒數(shù)減少。同時(shí)，劍葉長(zhǎng)度、寬度和籽粒大小都有不同程度的下降，但每株穗數(shù)沒(méi)有顯著差異。
　　3、

4、以第2葉葉鞘長(zhǎng)度為指標(biāo)，分析了轉(zhuǎn)基因植株對(duì)GA3的響應(yīng)。結(jié)果表明，PIP1和qPE9-1基因下調(diào)后都會(huì)導(dǎo)致植株對(duì)GA3響應(yīng)敏感性下降，而導(dǎo)入qPE9-1基因的互補(bǔ)株系則表現(xiàn)為對(duì)GA3敏感性增強(qiáng)。另外，PIP1和qPE9-1 RNAi株系中的內(nèi)源GA4含量顯著升高，qPE9-1基因的互補(bǔ)株系內(nèi)源GA4含量顯著降低。這說(shuō)明，PIP1和qPE9-1基因都是水稻GA3響應(yīng)的正調(diào)控因子，它們可能通過(guò)調(diào)控植株對(duì)GA3的響應(yīng)進(jìn)而影響株高、穗長(zhǎng)和籽粒發(fā)