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作为世界上最重要的粮食作物之一,水稻已成为近年来植物科学研究的重要模式作物。水稻对环境的适应性决定了其种植范围及相关产量。目前对于水稻生长发育的研究方兴未艾,而对于水稻热适应能力却鲜见报道。我们实验室通过对水稻品种特青进行EMS诱变,筛选到一个水稻生长的热敏感突变体sat1(Sensitive to Ambient Temperature 1)。其表型在上海与海南不同季节种植有明显差异。我们通过图位克隆的方法,将其定位在5号染色体上的一个23.3kb范围,其中包括3个预测有编码功能的蛋白。通过测序发现在第二个基因编码区第1184位核苷酸由C突变成T,394位氨基酸由脯氨酸突变为丝氨酸。基因预测表明SAT1编码一个tRNA修饰酶。我们通过温度处理发现突变体种子在高温下萌发受到严重抑制,表明sat1突变体是一个热敏感突变体。进一步构建转基因遗传互补材料确认sat1突变体表型是由该基因突变造成。切片观察发现,与野生型相比,突变体叶片及根部维管束结构及数量有明显差异,细胞数量减少。水稻根尖的细胞周期分析表明,sat1突变体4C期细胞相较于野生型明显减少,而热处理条件下4C期细胞减少更加明显。以上细胞学证据表明,sat1的表型可能是由于细胞分裂速率减慢造成的,而且热处理会加剧两者细胞分裂速率的差异。我们利用tRNA-seq分别测定常温和热处理条件下野生型和突变体的tRNA谱,结果表明突变体的各tRNA含量相比野生型有明显差异,热条件对野生型tRNA种类分布影响不大,而对突变体则加剧各种tRNA含量的差异。以上结果表明,sat1突变体可能通过对tRNA修饰进而影响植物tRNA稳态,同时这种修饰对tRNA稳态作用是依赖于热效应,其突变对tRNA稳态变化可能导致细胞周期的紊乱。下一步目标是研究该基因的蛋白功能,筛选相关互作蛋白,以期阐明植物通过tRNA修饰调控水稻生长发育的遗传机理。