水稻抽穗期基因EF10的克隆和OsCOL6的功能研究

作     者：郝舒蕾 

作者单位：中国农业科学院 

学位级别：硕士

导师姓名：吴玮勋

授予年度：2022年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：水稻 抽穗期 EF10 OsCOL6 

摘      要：抽穗期是水稻重要的农艺性状,影响水稻的区域适应性和产量,研究抽穗期相关基因的功能对于完善抽穗期调控网络至关重要。本研究主要针对基因EF10和Os COL6在水稻抽穗的影响展开探讨,以期为水稻抽穗期基因在育种中的应用提供理论基础。主要研究结果如下:1.在粳稻日本晴和籼稻中恢8015中经EMS诱变后获得突变体ef10-1～ef10-7,与野生型相比,突变体在自然长日照和自然短日照条件下均表现出极晚抽穗的表型。以ef10-1和ef10-2为主要研究对象:ef10-1的定位主要是前期研究人员的成果,针对突变体ef10-1与籼稻南京11配组的群体进行遗传分析发现是由单隐性基因突变造成的表型变化;图位克隆后对94-Kb区间内的15个基因进行序列分析,发现在LOC＿Os10g28330的第二个外显子处发生了C到G的突变,使得组氨酸被天冬氨酸取代;将突变体ef10-2与籼稻中恢8015杂交后获得F代群体,初定位于10号染色体长臂处,精细定位于176-Kb区间内,序列分析发现基因LOC＿Os10g28330的第1个外显子和第1个内含子衔接的剪接位点处发生了G到A的突变,导致剪接方式发生改变,造成氨基酸翻译提前终止。后续通过全长互补和敲除实验证明LOC＿Os10g28330是ef10-1和ef10-2的目的基因,并将该基因命名为EF10。同时对突变体ef10-3～ef10-7进行测序发现突变体皆在EF10处发生突变。2.自激活检测表明EF10的C端段具有自激活活性。酵母双杂交实验结果初步表明,EF10与Os GI、Os Phy C、Os PRR1、SNB和Os HAP5C发生互作,并用Pulldown实验证明Os Phy C可能与EF10的△C端段存在互作关系。后续利用EF10启动子的关键序列进行正向酵母单杂交实验。3.抽穗期基因Os COL6过表达之后在短日照和长日照条件下均表现出延迟抽穗,株高增高和穗型变大等表型。Os COL6的CRISPR敲除转基因植株的抽穗期表型与野生型无异。GUS染色结果与组织特异性表达分析表明Os COL6基因在叶片和穗中高表达。q RT-PCR分析表明,Os SIP1、Os RE1、Os RIP1、DTH8可能位于Os COL6的下游。4.转录自激活活性分析发现Os COL6的MR段有转录激活活性,利用没有转录激活活性的部分进行酵母双杂交实验,结果表明Os COL6的ZF段可以与Os COL4互作。利用Os COL6基因的CDS序列进行反向酵母单杂交实验,并进行RNA-seq实验分析NIP与Os COL6过表达转基因植株中差异表达基因。