水稻矮杆突变体D814基因图位克隆与功能分析

摘要

水稻株高对作物产量有着重要的影响,在水稻整个生长发育过程中,株高受到多因素的调控,而植物激素乙烯就是重要的影响因素之一.用10 mg/m3乙烯处理水稻幼苗,对水稻突变体库进行筛选,获得了3个根伸长生长对乙烯敏感性降低的突变体,其中1个突变体D814表现出植株矮化、分蘖数减少、千粒重下降等特征.图位克隆将其定位在1号染色体上1 cM的区间内,该区间有6个已报道的矮杆突变基因,通过对这6个基因测序,发现其中1个基因OsBRI1(LOC_Os01g52050)发生了点突变(编码区第1 837位G突变为T).并在D814中分别对OsBRI1的2个同源基因(OsBRL11和OsBRL3进行测序,发现这2个基因均无突变.利用已报道的OsBRI1等位突变体gsor300084进行乙烯处理,发现gsor300084与D814一样,表现出根对乙烯敏感性降低.OsBRI1是植物激素油菜素内酯(brassinosteroid,BR)的信号受体,经检测,BR信号途径响应基因在D814突变体中的表达也有变化,说明D814是OsBRI1的1个等位突变体.功能分析发现,D814参与乙烯信号转导调控途径和植物盐胁迫应答途径.研究结果为探究乙烯调控水稻生长发育及耐逆性的分子机理提供了研究材料,也为进一步探讨油菜素内酯与乙烯协同调控水稻生长发育机制奠定了理论基础.