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水稻作为重要的粮食作物,其生产关乎我国的粮食安全。分蘖数目是影响水稻株型并进而影响产量的重要因素之一。分蘖的形成过程包括分蘖芽的起始、休眠和伸长生长。因此,研究水稻分蘖芽起始发育的分子机制,对阐明高等植物分枝发育的调控机理和提高作物产量具有重要意义。 在本研究中,我们从不同发育阶段的水稻分蘖芽转录组数据入手,挑选出110个表达模式具有代表性的差异表达基因,利用原位杂交方法筛选到5个在水稻分蘖芽处特异表达的基因。之后,利用Clustered Regularly Interspaced Short PalindromicRepeats/Cas9(CRISPR/Cas9)技术对这5个基因进行基因组编辑,创制了它们的突变体植株。表型分析发现,laser capture microdissection93(lcm93)突变体和lcm97lcm97-like双突变体具有分蘖减少的表型。之后,我们对LCM93的功能展开进一步的探索。 LCM93编码一个功能未知的蛋白,其编码序列中包括一个RING结构域和一个核定位信号。水稻原生质体实验表明LCM93蛋白定位于细胞核中。研究发现,LCM93的表达量不受外施生长素的诱导。qRT-PCR结果显示,生长素响应基因IAA9在lcm93突变体中表达量显著上调,而生长素合成基因YUCCA2(YUC2)、YUC3等的表达量则显著下调,暗示LCM93可能通过影响生长素的合成进而调控分蘖的发育。通过预测找到多个可能与LCM93相互作用的蛋白,包括LCM93 interacting protein1(LIP1)、LIP2和LIP3。进一步通过酵母双杂交和荧光素酶互补成像体系验证了这3个蛋白与LCM93之间的互作关系。 综上所述,本研究通过原位杂交筛选及表型分析,鉴定到2个参与调控水稻分蘖芽发育的新组分,并且对LCM93的功能展开了进一步研究。这些研究结果为深入解析LCM93的分子调控机理奠定了基础,同时也为揭示水稻分蘖以及阐明高等植物分枝发育的分子机理提供了新线索。