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水稻oslpa8基因的功能分析

水稻OsLPA8基因的功能分析

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作者：郭洪刚贵州大学

学位级别：硕士

水稻株型形成是一个复杂的发育过程,虽然目前已克隆了多个株型调控重要功能基因,但对其形成的机制还需进一步研究。挖掘新的株型调控基因对进一步阐明水稻株型形成的机制具有重要的研究意义。本实验室前期从松散株型突变体lpa2中克隆得... 详细信息

水稻株型形成是一个复杂的发育过程,虽然目前已克隆了多个株型调控重要功能基因,但对其形成的机制还需进一步研究。挖掘新的株型调控基因对进一步阐明水稻株型形成的机制具有重要的研究意义。本实验室前期从松散株型突变体lpa2中克隆得到一个控制水稻株型基因Os LPA2,我们将其在水稻基因组中的同源基因命名为oslpa8,对其功能进行了解析,主要研究结果如下:1、oslpa8位于4号染色体上,CDS序列长度为2313bp,编码566个氨基酸,注释为功能未知的蛋白。亚细胞定位研究表明oslpa8蛋白定位于细胞核上。2、利用CRISPR/Cas9技术获得‘中花11’（ZH11）中LPA8基因功能丧失突变体lpa8。与野生型相比,lpa8表现为株型松散、株高降低、分蘖角度增加,穗长变短等性状。lpa8突变体细胞层数减少,节间细胞长度变短可能是造成lpa8株高降低的原因。3、重力反应结果表明lpa8突变体地上部分负向重力生长能力降低。RNA-seq结果表明,重力刺激条件下,lpa8与ZH11植株中有996个基因发生变化,GO分类主要集中在生物进程及细胞组成上,KEGG分类主要集中在代谢方面。lpa8突变体中3个PIN家族基因及6个AUX/IAA家族基因表达显著下调,暗示lpa8分蘖角度增加是由于生长素运输及信号转导发生的变化所引起的。lpa8突变体中4个赤霉素相关基因表达显著下调,暗示lpa8株高降低与赤霉素合成及信号转导变化所引起的。4、构建oslpa8基因超量表达载体,遗传转化lpa8突变体,获得35株表型恢复正常的转基因植株。综上所述,本研究通过同源克隆得到了一个控制株型的新基因oslpa8,oslpa8基因可以通过调控生长素分布及信号转导以及赤霉素合成及信号转导来调控水稻株型。

关键词：水稻分蘖角度株型向重性 oslpa8 基因功能分析

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