水稻产量及品质与雌蕊发育密切相关。前期研究中我们发现了一个新的XHS蛋白ST1,该蛋白包含XH、Zf-XS、XS和Coiled-Coil结构域,参与雌蕊发育,但其分子机制尚不清楚。因此,我们拟通过突变体st1和其互补植株的基因型及表型鉴定、其互作蛋白的功能分析和下游调控基因的筛选来研究基因ST1在水稻雌蕊发育中的功能。现已取得如下进展:(1)为鉴定ST1各部分结构域的功能,完成了ST1互补载体AK3(含Zf-XS和coiled-coil)、AK5(含XH)和AK6(含Zf-XS)的载体构建,并分别遗传转化突变体st1纯合愈伤,目前进行到分化阶段。同时对前期已获得的互补植株AK1、AK2和AK4进行阳性筛选、表达水平和表型分析,结果显示与突变体st1相比,所有阳性互补植物中靶序列的转录水平明显增加,但因为分离的ST1启动子片段的转录效率低于天然启动子,所以导致靶序列的转录水平比野生型的低。此外,阳性互补植株AK1、AK2和AK4中花柱和柱头的正常发育及其生产能力也得到了恢复。综上结果,三个共含Coiled-Coil结构域的构建体均可以互补突变体st1中功能的丧失,这表明Coiled-Coil结构域可能在水稻雌蕊的发育中起关键作用。(2)对突变体st1进行基因型鉴定,获得纯合的st1植株,用于RNA-seq测序筛选ST1的下游候选基因,共筛选到20个与花器官发育相关的、受ST1调控的候选基因。Real-Time PCR验证分析候选基因的表达,结果显示8个基因上调,12个基因被ST1基因下调,在突变体st1中这些候选基因的表达水平与它们在雌蕊发育中已报道的功能一致,例如ST1D1和ST1D8基因,表明ST1基因可能直接或间接调控这些基因,从而介导水稻雌蕊发育。(3)构建了ST1互作蛋白ST1PRNAi载体并遗传转化水稻品种ZH11愈伤,目前进展处于分化阶段。此外,对已获得的ST1及受ST1调控的XHS成员XH5的CRISPR转基因植株进行阳性鉴定和序列比对分析,获得了正确编辑的阳性植株。本研究为深入研究ST1基因在水稻雌蕊发育中的功能及分子机制提供了重要的材料。