水稻叶宽调控基因ZY1的图位克隆与功能分析

作者：王迪; 王健; 程保山; 李刚; 高浩; 徐卫军; 袁彩勇^*

来源：植物遗传资源学报, 2021, 22(04): 1099-1108.

DOI：10.13430/j.cnki.jpgr.20210129001

• 水稻
• 窄叶
• 图位克隆
• ZY1

叶宽是水稻株型的重要组成部分,适宜的叶宽有助于提高光利用效率进而提高水稻产量。利用水稻叶宽突变体,阐明新的水稻叶宽调控相关基因的功能,有助于进一步阐明水稻叶宽发育调控机制。本研究利用育种中间材料中发现的窄叶突变体zhaiye1(zy1),与野生型(WT,wild type)相比,zy1出现明显的窄叶表型,株高也出现显著降低,穗型减小,种子呈现开颖畸形。组织观察结果说明,zy1中是由于叶脉数量减少导致窄叶表型的出现。通过计算F2群体的表型分离比,发现窄叶表型显示由2个隐性遗传位点控制。图位克隆最终将突变基因分别定位到第11染色体短臂顶端76 kb和第12染色体短臂顶端150 kb的区域内,利用测序和PCR扩增验证最终证明突变基因为Os11g01130和Os12g01120,二者为重复基因,编码一个OsWOX3A转录因子。进化树分析表明,ZY1蛋白与疣粒野生稻中的同源蛋白进化关系最近。ZY1蛋白亚细胞定位于细胞核中。转录组分析结果说明ZY1突变后差异表达基因分布在多个信号途径中,同时ZY1可能通过生长素信号途径调控水稻叶宽发育。综上所述,ZY1不仅调控水稻叶宽发育,而且参与水稻株高、穗型、颖壳等多个性状的发育调控。

• 单位
  江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所