论文部分内容阅读
花的发育是高等植物发育中特别重要的过程,一向是植物发育生物学研究的热点。近年来,随着模式植物拟南芥和金鱼草花发育研究的深入,双子叶植物花的诱导、形成以及花器官分化的分子遗传学机制得到了基本阐明。但是,对单子叶植物花发育过程的分子机制的了解还比较初步。作为单子叶模式植物和世界上最重要的粮食作物之一,水稻花发育调控的遗传和分子机制研究具有重要的理论意义和实用价值。我们的前期研究发现水稻多颖突变体extra glume1(eg1)是一个隐性单基因控制的花发育异常突变体,它的小花表现出花器官数目的变化、异位花器官和同源异型花器官的产生、花分生组织有限性的改变等严重的表型,表明EG1基因是参与调控花器官特性和花分生组织有限性的关键基因之一。为了深入研究水稻花发育的分子遗传控制机理,本研究对EG1基因功能进行了初步分析。首先,我们克隆得到其全长编码序列,测序证实其编码序列全长为1308 bp,基因内部无内含子。对该基因编码产物进行氨基酸序列分析,发现其具有典型的脂肪酶特征,这与所有已知花发育调控基因不同,说明EG1属于一类新的花发育调控基因。第二,生物信息学分析表明EG1蛋白可能定位于微体或细胞质,为此我们构建了EG1-GFP融合蛋白的转化载体并转化水稻,但未观察到其亚细胞定位。第三,为了研究EG1作用的机理,我们通过分析水稻全基因组芯片数据发现该基因在复杂的基因调控网络中所处的位置,初步了解EG1可能参与的调控通路。第四,通过qRT-PCR、RNA原位杂交等实验考察了突变体中主要花器官发育调控基因的表达水平和分布部位的变化,结果表明EG1基因作用在各类花器官特征基因的上游,是一个正向调控MADS转录因子的主基因,其作用之一是通过正向调节OsMADS2并限制其表达区域,从而保证浆片的正常发育。这些结果表明EG1通过调控特定的转录因子发挥作用,是一个全新的水稻花发育的调控基因,为进一步研究单子叶花发育的分子遗传控制提供了新的线索。