水稻D1基因新等位突变的鉴定与功能分析

【目的】株高是作物重要的农艺性状,挖掘株高控制基因并解析其分子功能,可为作物高产育种提供更多有用的基因资源。【方法】利用EMS诱变水稻日本晴获得的矮化突变体d1-11为材料,进行表型和细胞学观察,通过图位克隆的方法鉴定d1-11基因并对基因表达、激素含量和抗旱性进行Bioactive peptide了分析。【结果】 d1-11突变体表现为植株矮化、叶片变短变宽和籽粒形态变圆表型;d1-11突变体叶片中脉萎缩、大脉和小脉数量和面积减少,导致d1-11突变体叶形态变异。d1-11基因被定位到水稻第5号染色体R5M15.2和R5M15.8两个分子标记之间;图位克隆表明d1-11突变体中D1基因第11外显子和内含子交界处单碱基替换导致基因功能缺失。D1基因在苗期各组织中表达量较高,从分蘖期开始表达量降低;外源脱落酸 (ABA) 处理24小时后诱导D1基因表达,外源赤霉素 Trichostatin A分子量(GA) 处理抑制D1基因表达,盐胁迫处理24小时诱导D1基因剧烈上调表达。d1-11突变体植株GA、油菜素内酯 (BR) 和生长素 (IAA) 等激素含量均上升,叶片相对含水量上升、叶片失水速率降低,植株对干旱胁迫抗性显著增强。【结论】鉴定到水稻D1基因新等位突变d1-11,发现d1-11突变体多种内源激素水平上升、叶含水量增加、植株对干旱胁迫抗性CP-690550增强。本研究进一步丰富了水稻矮化基因资源并揭示D1基因新的生物学功能。