【摘 要】
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抽穗期是水稻(Oryza sativa L.)的重要农艺性状,适宜的抽穗期对维持水稻高产稳产有重要意义。Hd1和Ehd1是处于抽穗期调控网络核心地位的两个基因,Ehd1是水稻特有的抽穗基因,
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抽穗期是水稻(Oryza sativa L.)的重要农艺性状,适宜的抽穗期对维持水稻高产稳产有重要意义。Hd1和Ehd1是处于抽穗期调控网络核心地位的两个基因,Ehd1是水稻特有的抽穗基因,能够调节下游开花素基因RFT1和Hd3a的表达,促进水稻抽穗。Ehd1编码一种B型反应调节因子,N端有一个Receiver结构域,中间有GARP DNA结合结构域。实验室前期工作筛选到Ehd1的互作蛋白:蛋白激酶OSK3,OSK3是蔗糖非发酵-1-相关蛋白激酶家族的成员。OSK3位于水稻3号染色体上,在水稻8号染色体上有一个与之高度同源的基因OSK4,已有研究表明OSK4能够影响水稻抽穗期。本研究包括三部分内容,第一部分内容研究Ehd1的功能:下拉实验证明Ehd1能形成同源二聚体;Ehd1转基因共抑制沉默植株的抽穗期推迟,Hd3a表达量低于亲本;过量表达Ehd1融合FLAG标签(OE-Ehd1-FLAG-DJ)的转基因植株在长日条件下比亲本早抽穗,下游抽穗基因Hd3a表达量增加;同时,不表达Ehd1-FLAG蛋白的植株晚抽穗,Hd3a表达量下调,推测Ehd1发生了转基因沉默。这些实验结果证明Ehd1能够促进水稻抽穗。利用转录组测序实验筛选出Ehd1影响的下游与抽穗期、昼夜节律和植物激素信号转导有关的基因共42个。第二部分内容筛选Ehd1结合的DNA元件:用改良的限制性内切酶筛选保护特异性DNA元件(REPSA)实验和染色质免疫共沉淀测序实验找到Ehd1的互作DNA元件CGGC。第三部分内容探究Ehd1的互作蛋白OSK3的功能:下拉实验验证了Ehd1与OSK3蛋白的互作,同时获得OSK3及其同源基因OSK4的CRISPR/Cas9基因编辑植株,发现长日条件下在NIL-nhld1植株中敲除OSK3或OSK4后植株出现早抽穗表型,说明二者是水稻抽穗的抑制因子。本研究为揭示Ehd1调控抽穗的生化机理奠定了基础。
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