水稻矮化多分蘖基因OsDV62的克隆和功能分析

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株型是水稻重要的农艺性状之一,直接影响水稻的产量,因此受到遗传育种学家的广泛关注。水稻株型的相关研究已经有了很大进展,目前发现并克隆了许多株型相关基因,株型调控网络框架趋于完善。水稻“理想株型”概念的提出,为株型的研究提供了参考标准。  本论文以水稻的一个T-DNA插入突变体dv62为材料,对其表型和突变基因进行了分析。借助三引物法,证实dr62为纯合突变体。dv62主要表型为极端矮化(仅为野生型株高的1/8),分蘖数增多、叶夹角变小、无叶舌叶耳结构,仅有四个节,外观上呈现紧凑株型;dr62还缺少生殖生长;解剖结果显示,新生分蘖在生长20天左右茎尖黄化枯死。  应用反向PCR技术和测序分析,确定T-DNA插入在基因Os04g0316800的第二个内含子上。RT-PCR结果显示突变体中OsD V62基因的表达被完全被敲除,造成该基因功能缺失。DV62全长10246bp,由9个外显子、8个内含子构成。OsDV62蛋白由1316个氨基酸组成,包含四个保守的结构域:50个氨基酸长度的DUF295、89个氨基酸长度的FAR1、683个氨基酸长度的FHY3以及92个氨基酸长度的MULE。  半定量RT-PCR结果显示,OsDV62基因在茎尖中的表达量最高,其次在根、茎和叶中也有表达,在不同时期的花序以及受精后不同时期的种子中,均没有检测到转录本,表明其表达模式具有明显的营养器官特异性。  由于dr62是基因被完全敲除的突变体,而且不育,所以构建了OsDV62的CRISPR载体和RNAi载体,以期得到OsDV62的knock-down材料以验证该基因的功能。目前已经得到部分T0转基因苗,为后期功能验证奠定了材料基础。  综上所述,本工作证明在矮化多分蘖突变体dr62中,OsDV62基因的第二个内含子上有T-DNA插入,且转录本缺失。该基因在茎尖分生组织优势表达,它发挥功能的机制机理需要进一步的研究。
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