独角金内酯参与氮调控水稻根系生长的机制

水稻是我国的主要粮食作物之一，其产量的提高依赖于氮肥的投入，挖掘水稻的吸氮潜力对于提高氮肥利用率具有重要意义。理想的根系性状是水稻高效吸收氮素的重要基础，而根系的生长发育和土壤中的氮素水平和形态关系密切。目前有关激素如何参与氮调控水稻根系形态建成的分子机制仍不清楚。以独角金内酯合成和信号传导缺失突变体为试材，研究独角金内酯的合成和分泌对不同氮供应条件的响应，在转录水平上探讨氮对独角金内酯合成及信号传导相关基因的调控，阐明氮调控独角金内酯合成分泌的分子机制；研究根系对不同氮供应条件和外源独角金内酯的响应，揭示独角金内酯参与氮调节根生长的作用机制；采用药理学手段和利用生长素报告基因DR5::GUS等转基因材料以及一氧化氮特定的荧光探针（DAF-2DA），从生理和分子水平揭示独角金内酯、生长素和一氧化氮在氮调控水稻根系生长的相互作用。

水稻是我国的主要粮食作物之一，其产量的提高依赖于氮肥的投入，挖掘水稻的吸氮潜力对于提高氮肥利用率具有重要意义。理想的根系性状是水稻高效吸收氮素的重要基础，而根系的生长发育和土壤中的氮素水平和形态关系密切。目前有关激素如何参与氮调控水稻根系形态建成的分子机制仍不清楚。研究结果表明，随着供氮浓度的降低，野生型水稻种子根的长度显著增加，而种子根上的侧根密度显著下降。氮胁迫能够促进水稻根系中独角金内酯的合成与分泌，qRT-PCR的结果表明，氮胁迫诱导独角金内酯合成基因表达显著上调。与野生型水稻相比，独角金内酯d突变体的根系对氮胁迫的响应显著降低，同时施加GR24能够促进野生型水稻和独角金内酯合成突变体d10种子根伸长以及种子根上的侧根密度降低，但信号转导突变体d3对GR24没有响应。这说明氮磷胁迫条件下独角金内酯通过D3基因参与调控水稻根系的生长发育。采用药理学手段和利用生长素报告基因DR5::GUS等转基因材料以及一氧化氮特定的荧光探针（DAF-2DA），从生理和分子水平揭示独角金内酯、生长素和一氧化氮在氮调控水稻根系生长的相互作用。