两个籼稻矮化突变体矮化的生理与分子机理研究

摘要

本研究以籼稻9311和2个籼稻矮化突变体(Tm046和Tm049)为材料，从植物激素赤霉素(GA)和油菜素内酯(BR)与水稻植株矮化的关系出发，对上述两突变体矮化的生理与分子机理进行探索，以期为水稻矮化育种提供有实用价值的矮源。试验内容包括以下几个方面：
　　 首先，对野生型和突变体的形态学特征进行了比较。两突变体都属于sd型(半矮秆)矮化突变体，节间伸长模式为dn型。与野生型相比，Tm046籽粒的宽度变小，分蘖能力增强，Tm049籽粒的长度变小，宽度变大，分蘖能力减弱，两突变体的矮化与节间细胞的体积和数目都有关。Tm049还具有BR相关突变体所特有的直立叶表型。
　　 其次，分析比较了野生型和两突变体对GA和BR的敏感性。实验结果表明，Tm046对GA的敏感性升高；Tm049对GA的敏感性降低，对BR的敏感性有所升高。
　　 第三，比较了野生型和两突变体茎秆中内源GA3的含量。Tm046的内源GA3水平显著低于野生型，Tm049的内源GA3水平低于野生型。
　　 第四，检测了野生型和两突变体中GA20ox2、GID1、SLR1和RGA1的表达水平。Tm046中GA20ox2的表达水平下调，GID1的表达水平上调，SLR1和RGA1的表达水平与野生型相比无明显差异，说明该突变体中GA生物合成途径受阻。Tm049中GA20ox2、RGA1的表达水平显著低于野生型，SLR1的表达水平显著高于野生型，GID1的表达水平与野生型相比无明显差异，说明该突变体的生物合成途径和由Gα蛋白介导的GA信号途径同时存在缺陷。
　　 综上所述，突变体Tm046的矮化是由GA生物合成途径的缺陷导致，该突变体分蘖能力增强，株高适宜，无其他不良形态特征，为我们同时从株高和分蘖数两个方面来提高水稻产量提供良好的实验材料；突变体Tm049的矮化与GA和BR都相关，对该突变体突变机理的进一步研究将为我们今后研究GA和BR相互作用提供好的实验材料。