水稻矮化少蘗突變體dlt3的基因定位和蛋白質組學分析
摘要：【目的】株高是農作物的重要農藝性狀之一。導致株高變矮的原因很多,最受關注的是赤霉素(GA)和油菜素內酯(BR)對株高的影響,其調控機制的闡明對于植物科學基礎研究及遺傳育種研究均具有重要意義。【方法】利用γ射線誘變水稻材料9311,獲得一個矮化少蘗突變體,命名為dlt3(dwarf and low-tillering 3),通過形態學調查手段分析dlt3突變體的株高、分蘗數、葉夾角、葉形態和結實率等性狀,通過葉枕部位的伸直情況和α-淀粉酶活性檢測分析其對外源BR和GA應答的敏感性,通過構建遺傳群體和篩選分子標記對其進行基因定位,并利用基于iTRAQ的定量蛋白質組學技術分析dlt3突變體的蛋白質組表達譜。【結果】表型分析顯示dlt3突變體具有半矮化、少分蘗、葉夾角減小、葉表面皺褶、葉形變短變寬和結實率降低等多個突變表型;突變體對GA正常應答,而對BR處理表現為不應答。遺傳分析顯示dlt3突變因單個基因隱性突變導致;利用分子標記將dlt3基因定位在第6染色體標記RM2615和R6M14之間。定量蛋白質組學分析在dlt3突變體中鑒定到330個差異表達蛋白,包括222個上調和108個下調表達蛋白。其中,4個差異表達蛋白與BR信號途徑直接相關;多個差異表達蛋白與水稻株高或生長發育調控直接相關;此外,多個差異表達蛋白,如絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶、Ca2+結合蛋白和鋅指結構域蛋白等在dlt3突變體中大量富集。【結論】dlt3是一個BR不敏感的矮化少蘗突變體,DLT3基因突變引起BR信號途徑的異常,進而可能導致胞內蛋白磷酸化信號轉導和轉錄激活途徑受到廣泛影響,從而引起植株生長發育等多方面性狀異常。
注: 保護知識產權,如需閱讀全文請聯系中國水稻科學雜志社
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