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近一二十年来,以拟南芥为代表的双子叶植物花发育的分子遗传学研究表明,各类同源异型MADS-box基因广泛参与了花发育的调控过程。E类基因作为其中最基础和重要的一类花同源异型基因,其功能不仅体现在作为器官特征决定基因参与了四轮花器官的形成,而且还体现在花分生组织的决定性上。与之相比,对单子叶植物中E类基因功能的研究要薄弱得多。目前,对水稻中的5个E类基因(OsMADS1除外)的功能还缺乏深入的了解,究其原因主要是具有典型表型特征的水稻突变体的缺乏和单个E类基因的突变体往往没有明显的表型改变。
本课题应用反向遗传学的RNA干扰技术,分析了水稻E类基因OsMADS7和OsMADS8在花发育过程中所行使的功能。结果表明:与单独抑制OsMADS8基因的表达所产生的表型一样,特异地降低OsMADS7基因的表达水平,并不能引起转基因水稻株系明显的表型变化;但当同时降低OsMADS7和OsMADS8的表达水平时,转基因水稻株系产生不同程度的表型改变:抽穗期延迟,内三轮花器官表型改变并带有了部分稃片化的特征,以及花分生组织决定性的丧失。通过对转基因水稻内源E类基因和B、C类基因表达量的实时定量PCR和RT-PCR分析,证实了转基因水稻株系的表型与RNA干扰介导的OsMADS7和OsMADS8表达水平的降低是相关的,并且转基因水稻的内源B、C类基因的表达并没有受到影响。进一步的酵母双杂交实验揭示:OsMADS7和OsMADS8都可以自身之间发生相互作用,并且二者之间还存在很强的相互作用。这些研究结果表明:OsMADS7和OsMADS8基是水稻中典型的E功能基因,在水稻内三轮花器官的发育和花的决定性上起了重要作用。