全 文 ：书西北植物学报!
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文章编号$
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收稿日期$
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&修改稿收到日期$
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基金项目$国家自然科学基金"
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#&国家
1$%
(计划"
!"#!22#"#!"#
#&广州市对外科技合作项目"
!"#)3)*"""%"
#&现代农业产业技
术体系建设专项资金"
4256("#(#!
#
作者简介$陈立凯"
#01$&
#!男!在读博士研究生!主要从事作物遗传育种研究)
7(89-:
$
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#$%+>?8
"
通信作者$郭
!
涛!博士!教授!硕士生导师!主要从事水稻分子育种研究)
7(89-:
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@?+A9?
!
B-
C
+#$%+>?8
水稻矮秆基因
-
1
$$%
的序列变异和表达分析
陈立凯!卢苏龙!刘永柱!王
!
慧!陈志强!郭
!
涛"
"华南农业大学 国家植物航天育种工程技术研究中心!广州
*#"$)!
#
摘
!
要$该研究以水稻矮秆突变体
!"#(!
为材料!对控制其表型性状的
$
%
#(#
基因进行候选基因筛选!利用基因注
释数据库对定位区间进行候选基因预测!通过
D5E
及其上下游调控区域的测序*序列比对及关键元件分析进行序
列变异研究!半定量
F45
检测目标基因的表达模式!明确其在基因序列*表达模式的变异!探讨其分子遗传调控机
理)结果显示$"
#
#在隐性核基因
$
%
#(#
精细定位基础上预测得到
%
个
D5E
!其中
!
个编码
G/93
分子伴侣"含有
G/93
结构域的蛋白#!分别是
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+
)"*
%
!$0"!
和
&(
+
)"*
%
!$0!$
&另外
#
个为已克隆的水稻矮秆基因
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"
&(
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%
!$10"
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!
#
D5E
序列分析表明矮秆突变体
!"#(!
与野生型仅在
*+,#
基因座存在
6HF
变异!但未造
成氨基酸编码的改变)"
%
#表达模式分析发现!矮秆突变体
!"#(!
的
*+,#
基因在种子萌发期*二叶期*四叶期和分
蘖期等
)
个发育时期均不表达!且在,中花
##
-*,石狩白茅-的遗传背景下稳定遗传!均显现出失活状态!初步确定
*+,#
为
$
%
#(#
的候选基因)"
)
#对
*+,#
基因上游和下游调控转录关键区进行测序结果表明!突变体
!"#(!
存在
1$*I
C
的大片段缺失!包括第
#
外显子*部分第
#
内含子和转录起始上游区域)研究推断!突变体
!"#(!
的矮秆基
因
$
%
#(#
正是没有活性的
*+,#
基因!其转录关键区域的大片段缺失!导致无法正常转录表达)
关键词$水稻&矮秆基因&缺失突变&
J
蛋白
"
亚基&
-
=
9(#
中图分类号$
K*)
&
K10
文献标志码$
2
&
(
)*+,-.#-/#"*-*!01
2
.33#"*4*-5
6
3#3"7
89-.7:*-
1
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2
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-
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=
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Z
W;
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C
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6
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$
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"
-
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J
C
W?A;-/
"
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&
$
%
#(#
!!
株高和分蘖是水稻株型结构中的两个重要农艺
性状!也是影响产量的关键因素.#/)自然变异产生
的半矮秆基因
)2(#
在水稻育种史上具有重要影
响.!(%/!利用
)2(#
系列矮源种质!中国在水稻矮化育
种上取得重要进展!先后育成了大批高产*优质*抗
倒伏的优良品种在生产上大面积应用)但是!单一
矮源的广泛利用存在遗传脆弱性风险.)/!限制了新
品种生产潜力的进一步提高)
一般认为!水稻植株矮化是矮秆主基因表达作
用的结果!同时也受到修饰基因或抑制基因的影响)
矮秆基因能直接导致水稻植株形态学或细胞结构发
生变化!如节间变短或细胞个数减少!从而使植株变
矮.*/)迄今已登记的矮秆基因接近
#""
多个!包括
小粒矮秆"
2#
*
2
*
2##
等#*畸形矮秆"
2!
*
2$
*
2!"
等#*半矮秆"
)2(#
*
)23
%
*
)230
等#和多蘖矮秆"
02#
*
02-#
*
02-!
等#.$/)多数新发现的矮秆突变体经常伴
随其他不良性状!难以在生产上利用./)相对于自
然突变!空间诱变是创新矮秆基因的潜在途径)目
前!已通过空间诱变技术创造了一系列矮秆突变体!
其中部分突变体应用于育种实践.1/)
本研究通过空间诱变获得矮秆突变体
!"#(!
!该
突变体株高降低*粒型短圆*着粒密度高!并将控制
矮秆性状的突变基因
$
%
#(#
精细定位于第
*
染色体
约
*"的范围内.$!0/!但尚未实现候选基因筛选)
本研究在前期工作基础上!通过序列检测和表达分
析鉴定候选基因)研究结果有望进一步丰富水稻矮
化基因分子调控机制!为株型育种提供理论指导)
#
!
材料和方法
%+%
!
供试材料
,特籼占
#%
-为野生型原种!是广东省佛山市农
科所选育的籼型常规稻品种),惠阳珍珠早-为高秆
品种!是广东省惠阳地区籼型常规稻)
!"#(!
是由
,特籼占
#%
-"
V]T#%
#干种子经卫星搭载后!在地面
种植诱变后代筛选得到的矮秆突变体!经多世代观
察!其矮秆性状稳定遗传"图
#
#)遗传分析表明其
携带
!
个矮秆基因!基因型为
)2#)2#$
%
#3#$
%
#(#
)
以,惠阳珍珠早-"
LPTTT
#为轮回亲本*
!"#(!
为非
轮回亲本!回交
%
次将
$
%
#(#
导入,惠阳珍珠早-!形
成矮秆材料
!"#3!4
"图
#
#!矮秆基因型为
563#563
#$
%
#3#$
%
#(#
)利用同样方法!将
$
%
#(#
分别导入,中
花
##
-"
TL##
#*,石狩白茅-"
66Y^
#!形成
78##(
2+
灌浆期叶片&
Y+
谷粒&
4+
灌浆期稻穗&
_+
灌浆期植株&每个图中从左到右依次为
!"#(!
*
!"#3!4
*特籼占
#%
和矮脚南特
图
#
!
$
%
#(#
矮秆突变体
!"#(!
和
!"#3!4
的表型.*/
2+M;9XI:9G;.-/
=
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=
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Y+JW9-/
&
4+F9/->:;.-/
=
W9-/(X-:-/
=
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C
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=Z
-/
=
W9-/(X-:-/
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.A9
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&
EW?8:;XAA?W-
=
RA
$
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!
"#3!4
!
V]T#%
!
23HV
E-
=
+#
!
FR;/?A
ZC
;.?XAR;$
%
#(#G[9WX:-/;!"#(!9/G!"#3!4
.
*
/
!
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
表
%
!
用于扩增定位区间内
@;A
及侧翼序列的引物
V9I:;#
!
FW-8;W.@.;GA?98
C
:-X
Z
AR;D5E9/GX:9/<-/
=
.;
U
@;/>;.[-AR-/AR;89
CC
-/
=
W;
=
-?/
引物
FW-8;W
正向引物
E?W[9WG
C
W-8;W
"
*`
#
%`
#
反向引物
5;B;W.;
C
W-8;W
"
*`
#
%`
#
扩增子长度
28
C
:->?/
.-Q;
%
I
C
备注
5;89W<
F0"! 4V2JV2V2VVJ22JJVVJ22J4 2V2VVJ44222J42VVVVJV442 !%
扩增
MD4
+
D."*
=
!$0"!D5E
28
C
:-X->9A-?/?XMD4
+
D."*
=
!$0"!D5E
F0!$ JVJJJV2V442J422JV2VVV4 VJ42V2VVJ44222J42VVVVJV4 !#*
扩增
MD4
+
D."*
=
!$0!$D5E
28
C
:-X->9A-?/?XMD4
+
D."*
=
!$0!$D5E
F10"(#
F10"(!
2VJV44JVJ4VV244VJ2JVJ4
24VV2V4V22J4244VVJ2J4
JVVVJ4224VV2VVJ22JJ224
VJ24VV242244V2JV4VV2J4
!!#!
#*1)
扩增
MD4
+
D."*
=
!$10"D5E
28
C
:-X->9A-?/?XMD4
+
D."*
=
!$10"D5E
F10"(_ V242JJVVVJV422J22J22JVV J2J22J22V24JJ422V2JJ2V #%$)
扩增
MD4
+
D."*
=
!$10"
下游序列
28
C
:-X->9A-?/?XMD4
+
D."*
=
!$10"G?[/.AW;98
F10"(N 22JVJV422VJ442JV2J44 JVVJVVV42J44V424VV222J2 %$%*
扩增
MD4
+
D."*
=
!$10"
上游序列
28
C
:-X->9A-?/?XMD4
+
D."*
=
!$10"@
C
.AW;98
$
%
#3#
*
559:3$
%
#(#
矮秆株系)
%+B
!
引物设计
根据前期定位结果!从
H4YO
网站和
^N6
数
据库获得各预测
D5E
及其上下游碱基序列!用在
线引物设计工具
FW-8;W%F:@.
进行引物设计"表
#
#)
%=C
!
DE;
扩增
参照王慧等.0/的方法提取水稻叶片基因组总
_H2
)取适量新鲜叶片放在
!8M
离心管中加液氮
捣碎!加入
#8M4V2Y
抽提液!摇匀&置于
$*a
水
浴锅或恒温箱
%"
#
)*8-/
后取出&加入氯仿
(
异戊
醇"
!)b#
#至满管!上下剧烈摇动混匀&
#*"""
W
%
8-/
离心
#"8-/
后吸取上清液至新的灭菌离心管
中!加入
$""
$
M
预冷的异丙醇后
&!"a
放置
!"
8-/
!使
_H2
充分沉淀后
#""""W
%
8-/
瞬间离心!
立即倒掉液体!加入
!"
$
M"c
乙醇洗涤&待
_H2
干燥后加入
#""
$
M#dV7Y@XX;W
!溶解
_H2
&置于
&!"a
保存*备用)
采用适合长片段高保真扩增的
eD_E\;#
<
酶"
VDPDYD
!上海#!
F45
扩增体系按照说明书配
制)反应条件为$
0)a
预变性
*8-/
&
01a
变性
%"
.
!
*a
退火
%".
!
$1a
延伸
!
#
)+*8-/
!
%!
#
%*
个
循环&
$1a
延伸
#"8-/
)扩增产物在
#+!c
琼脂糖
凝胶中电泳检测)
%+F
!
序列比对分析
使用
VO2H
=
;: -^G-F@W-X->9A-?/e-A
"天根生化
公司!
%
_F#%")#0
#对扩增产物进行回收纯化)具
体操作参照试剂盒说明书)主要步骤$从琼脂糖凝
胶上割下带有目的片段的凝胶块到一个
!8M
离心
管中!加入
#dY@XX;WJ4
!置于
**
#
$"a
热板中约
#"8-/
直完全溶化)转移混合液至带收集管的吸
附柱中离心)重复该步骤!直至剩余的混合液全部
通过吸附柱)加入
$*"
$
M
预热的
_H2
洗涤缓冲
液"
[9.RI@XX;W
#至吸附柱中!
$"a
静置
*8-/
)室
温下!
#%"""W
%
8-/
离心
%".
)重复此步骤)转移
吸附柱至
#+*8M
收集管中!加入
%"
#
*"
$
M
预热
的洗脱液"
7:@A-?/I@XX;W
#至吸附柱中央!室温放置
#8-/
!
#%"""W
%
8-/
离心
#8-/
)
纯化
F45
产物送至
O/B-AW?
=
;/
公司测序!利用
正反向引物双向测序)测序碱基序列使用
_H2(
_
Z
/98?
和
4M46;
U
@;/>;
软件拼接!并进行序列比
对分析)
%=G
!
半定量
;H$DE;
突变体和野生型各组织总
5H2
提取方法参考
文献.
#"
/)以第一链
>_H2
为模板!应用引物组合
进行
F45
扩增!琼脂糖凝胶电泳检测)
F45
程序
如下$
0)a
预变性
!8-/
!
0)a
变性
%".
!
*1a
退火
%".
!
!a
延伸
%".
!共
%"
个循环!最后
!a
延伸

8-/
)所用内参照基因为
,!0$4#
!所用引物为
2>A(
-/E
"
*`(V44V4V4V4VJV2VJ442JV(%`
#和
2>A(
-/5
"
*`(4JJ2224J4V42J424422V(%`
#!扩增
片段长度为
%*#I
C
!
F45
退火温度为
*1a
)
!
!
结果与分析
B+%
!
候选基因预测
根据前期研究结果!候选基因被定位于第
*
染色
体标记
_M#1
和
_M#0
之间.$/!通过
6^N5->;J;(
/?8;2//?A9A-?/FW?
,
;>A_9A9I9.;
"
RAA
C
$%%
W->;+
C
:9/A(
I-?:?
=Z
+8.@+;G@
%
-/G;\+.RA8:
#对定位区间进行候选
基因预测"图
!
#)预测得到
%
个
D5E
!其中
!
个编码
G/93
分 子 伴 侣 "含 有
G/93
结 构 域 蛋 白#
&(
+
)"*
%
!$0"!
和
&(
+
)"*
%
!$0!$
&另外
#
个为已克隆
的水稻矮秆基因
*+,#
"
&(
+
)"*
%
!$10"
#)
*+,#
"
6#
!
6=#-
>
#
!
6,?@@A6B,*C
#基
%
#
期
!!!!!!!!!!!!!
陈立凯!等$水稻矮秆基因
$
%
#(#
的序列变异和表达分析
图
!
!
$
%
#(#
定位区域的基因预测"
RAA
C
$%%
W->;+
C
:9/AI-?:?
=Z
+8.@+;G@
#
E-
=
+!
!
J;/;
C
W;G->A-?/[-AR-/AR;89
CC
-/
=
W;
=
-?/?X$
%
#(#
"
RAA
C
$%%
W->;+
C
:9/AI-?:?
=Z
+8.@+;G@
#
表
B
!
6,7
!
,4IG
1
BJKLI
基因座的变异位点
V9I:;!
!
f9W-9A-?/.-A;.:?>9A;G-/AR;&(
!
)"*
%
!$10"
位置
F?.-A-?/
区域
5;
=
-?/ O5%$
日本晴
H-
CC
?/I9W;
特籼占
#%V]T#% !"#(!
*0
外显子
7\?/ 2 4 4 2
%0
内含子
O/AW?/ 2 2 & 2
#%#*
内含子
O/AW?/ J J 4 J
#%*0
内含子
O/AW?/ 2 2 V 2
因是第一个克隆的水稻矮秆基因!编码
JVF
结合
蛋白"
J
蛋白#的
"
亚基!参与赤霉素"
=
-II;W;:->
9>-G
!
J2
#信号传导通路!影响糊粉层中
"
(
淀粉酶的
诱导和节间延长.##/)突变体材料
LD*)#
由于
2#
"
2=#-
>
#
#基因的第
#
外显子和内含子部分碱基缺
失!导致
JVF
结合蛋白表达受到抑制!赤霉素信号
传导途径受阻!从而产生矮杆*谷粒小而圆等性状特
征.%/!与本研究
!"#(!
突变表型高度相似!最有可能
是候选基因)
以,日本晴-基因组作为参考序列!针对定位区
间的
%
个预测
D5E
设计引物进行扩增和测序)序
列比对结果发现!突变体
!"#(!
和野生型,特籼占
#%
-在
&(
+
)"*
%
!$0"!
和
&(
+
)"*
%
!$0!$
的
D5E
序列完全一致!而
&(
+
)"*
%
!$10"
则发生一
些点突变"表
!
#)与野生型,特籼占
#%
-相比!
"#(!
存在
)
个
6HF
!其中
%
个位于内含子区域"
g%0
*
g#%#*
和
g#%*0
#!另外存在
#
个
6HF
"
g*0
#是位
于外显子内)在
g*0
这个碱基位点!
O5%$
与
!"#(!
都是
2
!而,日本晴-和,特籼占
#%
-都是
4
)通过编
码序列分析!发现此突变属于同义突变!即密码子
242
"
O5%$
与
!"#(!
#%
244
",日本晴-和,特籼占
#%
-#都编码苏氨酸)由此表明!
$
%
#(#
的突变位点
并非位于
*+,#
基因
4_6
区域)
B+B
!
预测候选基因的表达模式
基因表达水平往往对基因的功能活性具有显著
影响)前人研究表明!
*+,#
基因表达降低会产生
图
%
!
!"#(!
*
!"#3!4
*特籼占
#%
不同时期
*+,#
基因检测
E-
=
+%
!
F459/9:
Z
.-.?X*+,#-/)G-XX;W;/A.A9
=
;.
98?/
=
!"#(!
!
"#3!49/GV]T#%
矮秆性状!因此!进一步调查突变体
!"#(!
该基因的
表达模式)选取,特籼占
#%
-*
!"#(!
*
!"#3!4
种子萌
发期*二叶期*四叶期和分蘖期等
)
个发育时期!利
用半定量
F45
分析
*+,#
基因表达模式)结果表
明!,特籼占
#%
-的预测基因均正常表达!且在分蘖
期表达水平较高&而
!"#(!
*
!"#3!4
预测基因在上述
时期均不表达"图
%
#)上述结果表明!
$
%
#(#
可能是
*+,#
表达缺陷型突变基因)
为进一步研究突变体预测候选基因
$
%
#(#
在不
同遗传背景下的表达情况!分别以,中花
##
-和,石
狩白茅-作为轮回亲本!构建了
$
%
#(#
的基因导入系
78##3$
%
##
*
559:3$
%
##
)表型观察发现!
!
个基
因导入系均表现出矮化*叶色浓绿*圆小粒及直立紧
凑小穗性状!与
!"#(!
相似)进一步利用半定量
F45
检测亲本及
!
个导入系
*+,#
基因表达水平
)
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
"图
)
#)结果表明!,中花
##
-*,石狩白茅-均能检测
到
5J2#
正常表达&而
!
个导入系与突变体
!"#(!
则均无法扩增得到目的片段)说明突变基因
$
%
#(#
在不同遗传背景中稳定遗传!且均表达缺失!进而引
起植株的矮化等表型)
B=C
!
候选基因
89!%
序列分析
为了了解导致
*+,#
基因在突变体
!"#(!
中表
达缺失的原因!对候选基因
*+,#
的上*下游区序
列进行检测!分析是否其转录表达的调控序列发生
突变)
通过检索
H4YO
数据库!下载已报道的
O5%$
的
*+,#
序列"
J;/Y9/<
登录号
M%*1))+#
#!扩增测序
,特籼占
#%
-和
!"#(!
的
*+,#
的上*下游区域)通
过序列比对!发现三者基因下游约
#!""I
C
碱基序
列完全一致!而在基因上游区域则发现
!"#(!
存在
大片段碱基缺失)以已克隆的
O5%$
*
L"*)#
*,日本
图
)
!
候选基因
*+,#
在不同遗传背景下的表型和表达情况
E-
=
+)
!
FR;/?A
ZC
;.9/G;C
W;..-?/9/9:
Z
.-.?X>9/G-G9A;
=
;/;*+,#-/G-XX;W;/A
=
;/;A->I9><
=
W?@/G
图
*
!
水稻
*+,#
基因部分结构及
!"#(!
突变位置示意图
E-
=
+*
!
6>R;89A->G-9
=
W98?X
C
9WA-9:.AW@>A@W;?XAR;*+,#
=
;/;9/GAR;
C
?.-A-?/.?X8@A9A-?/-/!"#(!
方框序列分别表示
422V(I?和
V2V2(I?&灰色背景方框序列表示转录起始位点&红色背景碱基表示
6HF
位点
图
$
!
突变体
!"#(!
部分缺失碱基序列分析
6;
U
@;/>;.[-ARI?\W;
C
W;.;/A422V(I?\9/GV2V2(I?&
.;
U
@;/>;[-AR
=
W9
Z
I9><
=
W?@/GI?W;
C
W;.;/A.AW9/.>W-
C
A-?/.A9WA.-A;
&
I9.;.[-ARW;GI9><
=
W?@/GW;
C
W;.;/A6HF.
E-
=
+$
!
6;
U
@;/>;9/9:
Z
.-.?X
C
9WA-9:/@>:;?A-G;.G;:;A;G-/!"#(!
*
#
期
!!!!!!!!!!!!!
陈立凯!等$水稻矮秆基因
$
%
#(#
的序列变异和表达分析
晴-与,特籼占
#%
-*
!"#(!
对
*+,#
的上游区域进行
比对分析)结果"图
*
#显示!
L"*)#
"
2#
突变体#在
第
#
外显子和内含子区域缺失了
1%%I
C
!导致基因
表达受抑制&而突变体
!"#(!
缺失了包括第
#
外显
子整体*第
#
内含子部分以及转录起始上游区在内
的
1$*I
C
)关键转录起始*调控位置大片段的缺
失!理论上将导致基因表达失活!不具备正常功能)
对
*+,#
转录起始上游区的序列分析"图
$
#可
以发现!该区域存在着
V2V2(Y?及
422V(Y?等转录关键元件"基序#)前者功能在于结合
5H2
聚合酶!引导聚合酶准确识别转录的起始位点!而后
者一般被认为控制着转录的起始频率)
!"#(!
在
5J2#
的转录起始关键位置的大片段缺失对该基因
的转录是致命的!将导致
*+,#
完全无法表达!这
与表达分析的结果相一致)
*+,#
编码
JVF
结合蛋白!是
J2
的传导途径
的重要因子!对植株的正常生长和结实具有重要影
响)由此判断!矮秆突变体
!"#(!
的矮秆基因
$
%
#(#
正是没有活性的
*+,#
基因!其转录关键区域的大
片段缺失!导致无法正常转录表达!属于
J2
信号传
导受阻型突变体)
%
!
讨
!
论
*+,#
基因在
#00*
年以
O5%$
为材料进行了
>_H2
克隆!序列分析表明
*+,#
基因含有
#)
个外
显子!编码
%1"
个氨基酸的
JVF
结合蛋白
"
亚基)
到目前为止!至少发现鉴定了

个该位点的等位变
异!包 括
2#
.
##(#!
/
*
2=#-
>
10
.
#%
/
*
2=#-
>
$0
.
#)
/
*
2#($D5
.
#*
/
*
2#31
*
2#3)
和
E
F
$32#
.
#$
/等)
2#
等位
基因由于第
#
外显子和内含子的
1%%I
C
缺失造成
JVF
结合蛋白功能丧失!从而导致矮化)在植株生
长正常的材料中!转入
J
蛋白"
JVF
结合蛋白#
"
亚
基的反义
>_H2
!其单株表现为
2#
基因类似的生长
特征)
2=#-
>
10
编码区存在一个
6HF
"
2(J
#!以致
核苷酸编码发生突变"由苏氨酸突变为丙氨酸#!亚
基螺旋变短进而无法
3
结合
J6F
!导致基因失活)
2=#-
>
$0
的
*`
上游区存在大片段"
#"$I
C
#插入
导致突变体
*+,#
的表达显著下降!从而造成植株
矮化)
ED?32#
的研究还发现了
*+,#
基因新的突
变分子机制!启动子区域的组蛋白和
_H2
甲基化
修饰变异显著地影响基因的表达造成植株株高的亚
稳定状态)这些结果表明!新的
2#
等位基因的发
现及研究会促进我们对
J
蛋白
"
构象的了解!从而
揭示其与效应因子相互作用参与信号转导的精细
机制.#*/)
水稻突变体
!"#(!
是籼稻品种,特籼占
#%
-的空
间诱变后代中选育出来的遗传稳定的矮秆突变体!
前人的研究将控制基因
$
%
#(#
精细定位在约
%!的区间内)定位区间的预测基因
MD4
+
D."*
=
(
!$10"+#
"即
*+,#
#是编码
JVF
结合蛋白的相关基
因!编码区序列比对表明
!"#(!
并没有发生氨基酸
编码的突变!排除了基因区突变引起矮秆的预测)
基因表达差异筛选是另一有效鉴定基因突变的手
段!因此!通过半定量
F45
分析!意外发现野生型原
种的
*+,#
正常表达!而
!"#(!
*
!"#3!4
的
*+,#
在
)
个发育阶段均为表达缺失)推测
!"#(!
*
!"#3!4
中
因缺少或只携带无功能的
J
蛋白!导致
J2
信号传
导受到抑制!从而出现株高的矮化)基因表达的缺
失!说明转录受到了致命性的阻碍!通过调控区域的
测序发现
*+,#
上游序列出现大片段的缺失!并且
缺失的区域涵盖了转录起始*启动子和第一外显子
等关键部位)分析表明!
"#(!
缺失了受
5H2
聚合
酶识别活化的特异顺式元件!不能形成具有
5H2
聚合酶活性的转录起始复合体!也不存在特异的转
录起始位点进行启动转录的过程)绝大多数矮化基
因都是由于基因编码区出现碱基的插入*缺失和替
换所引起的突变得到的!与
!"#(!
植株矮化的分子
机理存在明显不同)
J2
信号传导途径对植物的生长是不可或缺
的!
"#(!
能够生长和结实!说明
J2
信号传导在
!"#(!
生物体内仍能够完成!暗示
*+,#
功能缺失
的情况下应还有其他基因承担部分
J2
信号传导的
功能!因此突变体
!"#(!
是研究
J2
信号传导相关
基因的特异材料)另一方面!
J
蛋白是调控动植物
生长发育的重要信号传导蛋白!
J(
蛋白
"
能够与
&
亚基互作!降低水稻营养生长期对氮的响应!增强氮
的吸收和同化能力!进而提高收获指数和产量.#/)
通过调节
J
蛋白的活性可以改变水稻的氮响应!可
以在适当减少氮肥施用量的条件下获得水稻的高
产)突变基因
$
%
#(#
能够在后代稳定遗传!这些矮
秆分离个体表现出来矮秆*叶片直立挺拔*茎杆粗
壮*着粒密等优良性状!具有同时改良品种多个性状
的潜力!能够间接应用于品种选育)
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