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                                                  控制水稻花器官和花序發育和形態發生功能基因研究
                                                  發表時間:2012-09-19 閱讀次數:11777次

                                                       
                                                        水稻花序和花器官具有獨特的結構  ,是決定水稻產量的重要器官 。但是 ,有關水稻花序、花器官等形態建成的分子機制非常不清楚,我們分離和鑑定了4個控制水稻花序、花器官形態檢測的關鍵基因。
                                                  Floral Organ Number 4 (FON4)和擬南芥中CLAVATA3 (CLV3)基因爲直系同源基因 , fon4分生組織膨大、花序的一次枝梗以及花器官數目增加 ;這項研究工作說明單子葉植物水稻中可能存在類似於雙子葉植物擬南芥中CLV參與的控制花分生組織大小的分子機制Plant Physiology, 2006。水稻花器官中內稃和外稃結構非常特殊 ,可形成內稃和外稃鎖合結構 ,保護種子不受外界環境和病蟲害的影響。我們提出了水稻花器官的兩側不對稱性結構,並分離和鑑定了一個早期內稃發育滯後 ,維管束特徵出現象外稃轉化的特性轉化的突變體retarded palea1rep1) ,該突變體的花不對稱性改變。REP1編碼一個TCP類型的轉錄因子  ,可以在內穎原基中特異性表達 。這項工作在單子葉植物中揭示TCP基因參與花對稱型發育Plant Physiology, 2009 。

                                                         OsMADS34SEPALLATA (SEP)類型的基因,該基因突變後,突變體的花序結構發生改變  ,一次枝梗數目增多,二次枝梗數目減少,護穎會異常增長 ,和OsMADS1基因的雙突變體會表現出花器官同源轉化現象 ,這說明OsMADS34可以控制水稻花序和花器官的形態發生Plant Physiology, 2010。AGAMOUS-LIKE6 (AGL6)是一類分佈在裸子植物和被子植物中的古老的基因,水稻中AGL6類基因OsMADS6突變後,花器官的內稃轉化成外稃特性 ,漿片和雄蕊特徵出現轉化 ,分生組織決定性改變 ,說明該基因具有和SEP類基因類似的功能 ,對水稻花器官的特性決定以及分生組織維持具有重要作用Cell Research,2010 。

                                                        細胞骨架(微管和微絲)決定細胞形態 ,但人們對於微絲和微管的組裝和動態維持的機制以等非常不清楚。被推薦人發現了一個水稻細胞核基因控制的隱性突變體morphology determinant (rmd) ,該突變體花粉、根細胞微管和微絲形態改變,細胞變短變小  。通該基因編碼一個二型formin蛋白FH5 ,重組FH5/RMD蛋白可以促進肌動蛋白聚合和成束;同時可以和微管結合,這說明RMD蛋白可以通過調節微管和微絲來控制水稻形態建成。這項工作被認爲是被子植物中首次報道的單個formin蛋白突變後可以影響植物形態發生The Plant Cell, 2011 。

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