水稻是世界上最主要的粮食作物之一,同时也是开展功能基因组学研究的理想模式植物。叶形特征是水稻重要的农艺性状之一,也是构建水稻理想株型的重要组成部分。适度的卷叶可以保持叶片的直立性,减少叶片间的阴影,进而实现提高光合效率和产量的目的。水稻理想株型构建一直以来都是育种家们的重点研究方向。近几十年来,虽然已经鉴定出一些卷叶突变体,并分离出一些控制卷叶的基因,但对水稻卷叶的分子机制还缺乏较系统和深入的研究。本研究以水稻半外卷叶突变体sol1（semi-outcurved leaf 1）为研究材料,sol1由本实验室甲基磺酸乙酯（EMS）化学诱变籼型水稻保持系西农1B而得。前期将SOL1精细定位于水稻第6染色体短臂165 kb区域,并经候选基因预测和DNA测序,发现一个编码HD-Zip IV转录因子的LOC＿Os06g10600基因的第二内含子的第二个碱基由西农1B的T变成了sol1的A,初步认为LOC＿Os06g10600是SOL1的候选基因。本文在此良好基础上,首先确定了sol1中LOC＿Os06g10600 m RNA剪切边界突变会导致该基因的转录本改变;并且通过遗传互补和RNAi实验明确该基因是SOL1目的基因;然后通过生物信息学分析、表达模式分析、亚细胞定位明确其生物学功能;最后通过酵母双杂交以及双分子荧光互补（Bi FC）实验验证了可能的互作蛋白,为深入研究SOL1调控水稻卷叶的分子机制奠定基础,主要研究结果如下:1.LOC＿Os06g10600的突变剪接方式分析突变体sol1的碱基替换发生在该基因第二内含子的第二个碱基上,内含子和外显子之间的边界是m RNA剪接的重要调节器,推断T-A的替换可能会改变该基因的剪接方式。因此扩增了sol1突变体背景下LOC＿Os06g10600的c DNA,测序分析表明,相对野生型该基因在突变体中发生了两种突变剪接方式。2.遗传互补和RNAi转基因功能验证sol1的卷叶表型为隐性突变,因而从野生型克隆包含LOC＿Os06g10600基因编码框和上下游全长5393 bp的DNA序列,构建了其互补载体,通过农杆菌介导法将互补载体转入到sol1突变体中。结果表明,阳性转基因植株的表型与野生型完全相同,回补了突变体的卷叶表型。同时构建了LOC＿Os06g10600的RNAi载体,并通过农杆菌介导法将其转入到野生型西农1B中,干涉阳性转基因植株中LOC＿Os06g10600基因的表达量显著下调且叶片卷曲。以上结果可以证明,LOC＿Os06g10600就是SOL1基因。3.SOL1蛋白序列分析SOL1编码一个HD-Zip IV转录因子家族成员,在单、双子叶植物中高度保守。SOL1蛋白包含有四个结构域,从N端到C端依次是HD同源结构域、Zip亮氨酸拉链结构域、START结构域和SAD结构域。氨基酸序列同源性比对和系统发育树结果显示:LZ1和LZ2基序中显示相同数量七肽重复的蛋白在系统进化中被分到同一个分支。4.SOL1基因的表达模式分析和亚细胞定位利用qRT-PCR分析SOL1基因在同一时期不同组织中的表达模式,结果显示SOL1为组成型表达,在幼茎中表达量最高,叶片次之。对SOL1基因自身启动子加GUS标签的转基因植株进行各组织部位染色,发现在根、茎、叶、鞘和小穗中均能观察到GUS信号,与q RT-PCR结果一致。原位杂交结果表明:叶片中SOL1基因信号主要集中在叶肉细胞和厚壁组织,而在维管束、木质部和韧皮部中不表达。叶基SOL1基因的表达信号主要集中在叶原基分生组织周围的表皮层。利用水稻原生质体瞬时表达进行亚细胞定位分析,结果显示SOL1蛋白定位在细胞核。5.SOL1调控水稻叶片发育的分子机制研究酵母双杂交实验结果表明:SOL1蛋白可以与水稻HD-Zip IV家族其他蛋白成员ROC3、ROC5和ROC7之间发生互作;还可与几个编码WW结构域的蛋白互作,并进一步通过Bi FC实验进行了验证。上述结果说明:SOL1蛋白可能通过与ROC3、ROC5和ROC7或编码WW结构域的蛋白互作,进而调控水稻叶片表皮细胞发育。