【摘 要】
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株高是水稻重要的农艺性状,是水稻株型的核心构成要素。对水稻株高调控机理的研究对水稻株型改良具有重要的理论和应用价值。本研究以来源于籼稻R316辐射诱变的半矮秆突变体为试验材料,通过表型鉴定、基因定位、功能验证、亚细胞定位、转录组测序等方法克隆了目的基因并对其功能进行初步研究。主要研究结果如下:1、突变体形态分析表明,在幼苗早期,突变体地上部分和地下部分生长发育正常与野生型无明显差异;移栽期,二者在
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株高是水稻重要的农艺性状,是水稻株型的核心构成要素。对水稻株高调控机理的研究对水稻株型改良具有重要的理论和应用价值。本研究以来源于籼稻R316辐射诱变的半矮秆突变体为试验材料,通过表型鉴定、基因定位、功能验证、亚细胞定位、转录组测序等方法克隆了目的基因并对其功能进行初步研究。主要研究结果如下:1、突变体形态分析表明,在幼苗早期,突变体地上部分和地下部分生长发育正常与野生型无明显差异;移栽期,二者在株高、叶色上逐渐显现出差异;成熟期,突变体株高明显低于野生型,稻穗短小,产量降低,同时突变体叶片短窄且出现深浅间隔。2、组织切片结果表明,突变体叶片表皮细胞形态不规则、叶肉细胞体积变大、维管组织变小导致叶片变短。突变体的茎杆薄壁细胞体积变大,但层数减少导致茎杆缩短变细。3、完成了突变体基因的定位和克隆。遗传分析表明突变体表型受一对隐性核基因控制。利用BSA混池测序结合基因精细定位分析,确定Os TMK1为候选基因,该基因编码一个跨膜激酶,突变体基因编码区碱基缺失造成翻译提前终止。并通过基因敲除实验进一步验证了候选基因的功能。4、亚细胞定位结果表明Os TMK1定位于细胞膜,其定位方式符合跨膜激酶蛋白的定位特征。5、利用荧光定量PCR分析Os TMK1的组织表达模式,发现该基因在水稻植株的穗、茎、花、根、叶、叶鞘等部位均有表达,其中在叶和穗中表达量最高。6、通过转录组分析发现:茉莉酸信号途径下游JAZ家族基因Os JAZ6、Os JAZ9、Os JAZ10、Os JAZ12、Os JAZ13均下调表达,利用荧光定量PCR对转录组差异表达基因进行了验证。7、通过Me JA激素处理实验发现,突变体苗期对Me JA钝感,Me JA对突变体的生长抑制作用减弱。暗示Os TMK1可能参与茉莉酸信号途径调控水稻发育。
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