水稻是世界主要的粮食作物,同时也是我国大部分人的主食,因此保证稻谷高产稳产是影响国计民生大事。水稻的早衰是限制水稻产量的重要因素,所以研究衰老相关基因的分子机制,将为利用分子育种方式培育高产优质的水稻奠定基础。前期,我们实验室已经利用图位克隆的方法定位并克隆了水稻早衰基因ELS6,并通过转基因技术恢复了els6突变体的衰老表型。在前期研究的基础上,本课题进一步通过生物化学和遗传学等方法深入探究ELS6基因在调控水稻衰老过程中的分子机理。1)为了探究ELS6超表达是否影响水稻衰老,我们首先通过转基因方法获得纯合过表达转基因株系(ELS6-GFP OE)。突变体els6从孕穗期开始开始出现衰老表型,一直到成熟期衰老死亡。过表达转基因材料的株高、分蘖数和叶绿素含量较野生型相比均有所提升。2)衰老相关基因的相对表达量水平分析表明:在突变体els6中,上调表达了部分衰老相关基因,而在OE转基因材料中显著下调。3)ELS6基因的缺失导致了籽粒变小千粒重减少,而在OE材料中均显著增加。通过颖壳横切面的观察,突变体籽粒的变小可能是由颖壳细胞变小所造成的。4)ELS6基因的启动子区域存在许多与激素响应相关的调控元件。ELS6在幼嫩的植物器官中表达较高,而在衰老组织器官中表达较低。ELS6是一个核定位蛋白。5)ELS6与OsRBX1之间存在直接互作。6)ELS6在水稻和拟南芥中具有相似功能。7)ELS6基因的缺失会导致植物体内泛素化蛋白增多,ELS6参与植物泛素化进程。总之,我们的结果揭示ELS6是水稻中重要的蛋白,可能通过与RBX1互作,参与细胞分裂、伸长和衰老等蛋白的泛素化降解过程。本研究结果将为后续利用基因工程方法培育高产优质高抗水稻奠定坚实基础。