OsGA3ox通过合成不同活性GA调控水稻育性及株高

作者：郝小花; 胡爽; 赵丹; 田连福; 谢子靖; 吴莎; 胡文俐; 雷晗; 李东屏^*

来源：遗传, 2023, 45(09): 845-855.

DOI：10.16288/j.yczz.23-058

• 水稻
• 赤霉素
• 赤霉素3β羟化酶基因
• 功能分析

赤霉素(gibberellin,GA)是一种重要的激素，参与调控植物多种生长发育过程。GA生物合成通路已基本阐明，其中赤霉素3β羟化酶(gibberellin 3β-hydroxylase,GA3ox)是多种活性GA合成的关键酶。水稻中有2个GA3ox基因(OsGA3ox1和OsGA3ox2)，其生理功能虽有初步研究，但它们在合成活性GA调控水稻发育过程中是如何分工协作尚不清楚。本研究通过CRISPR/Cas9技术获得基因编辑突变体ga3ox1和ga3ox2，发现ga3ox1花粉育性显著下降，而ga3ox2株高显著变矮，表明OsGA3ox1是花粉正常发育必需的，而OsGA3ox2是茎叶伸长必需的。组织表达分析表明，OsGA3ox1主要在未开的花中表达，OsGA3ox2主要在未伸长的叶中表达。进一步对野生型(WT)和两个ga3ox突变体未开的花、未伸长的叶及根中的GA进行检测分析，发现OsGA3ox1在花中催化GA9形成GA7与花粉育性密切相关；OsGA3ox2在未伸长的叶中催化GA20形成GA1调控株高；OsGA3ox1在根中催化GA19形成GA20，调控GA3的生成。总之，OsGA3ox1和OsGA3ox2响应发育信号，在不同组织分工协作合成内源GA，调控水稻生长和发育。本研究为阐明OsGA3ox1和OsGA3ox2在GA生物合成中的作用以及深入理解OsGA3ox的功能提供参考。

• 单位
  湖南师范大学; 生命科学学院; 湖南文理学院