水稻类受体激酶OsWRL1调控雌配子体发育的机制研究及其同源基因的功能分析

我们对一些水稻WAK-RLKs基因功能进行了研究，发现其中OsWRL1可能参与水稻生殖过程调控。OsWRL1被干涉后会导致转基因水稻严重败育，并发现主要是通过影响雌配子体功能导致败育。本课题拟对OsWRL1基因影响雌配子体发育的机制进行研究，将通过对突变体中雌配子体发育过程进行细致观察，找到在子房中发生组织或细胞结构异常的具体时期和结构变化特点，分析此时期前后的基因表达谱、寻找期胞内域和胞外域的相互作用蛋白，并检测该基因在子房不同发育时期不同组织中的表达特性，提出可能的作用机制。另外对OsWRL1的同源基因小家族进行功能分析，以期探索它们功能的异同和是否存在协同。水稻是重要的农作物，生殖过程调控直接影响产量，而受体激酶是重要的信号调节分子，因此了解WAK样受体激酶OsWRL1在水稻生殖过程暨雌配子体发育过程中机制具有重要理论和实践价值。

前期我们对水稻中的一些类受体激酶进行功能研究，发现其中一个WAK样类受体激酶（OsWRL1）可能参与水稻生殖发育过程调控。本项目对OsWRL1 (后更名为OsDEES1)基因在调控雌配子体发育的功能及其同源基因的功能进行研究，并取得结果如下：1）通过对突变体中雌配子体发育过程进行细致观察，发现OsDEES1/WRL1被干涉后导致雌配子体早期发育异常，即在功能大孢子之后的时期胚囊发育开始异常；2）免疫组化分析发现OsDEES1/WRL1在胚囊区域和靠近珠孔端的珠心细胞中有表达；3）亚细胞定位分析发现OsDEES1/WRL1定位于细胞质膜区域，且与细胞壁紧密相连；4）数字表达谱分析发现OsDEES1/WRL1Ri中2700多个基因发生明显变化，其中与细胞壁代谢相关基因变化明显；5）对OsDEES1/WRL1在水稻中的同源基因进行分析，并对相似性最高的三个同源基因OsDEES1-L1、OsDEES1-L2、OsDEES1/L3的功能进行了初步分析，发现它们都有各自独特的表达模式及结构特征，功能上OsDEES1-L2和OsDEES1/L3被成功干涉后会导致败育，然而它们与OsDEES1是否相关仍有待研究。水稻是重要的农作物，也是重要的单子叶模式植物，对其雌配子体的发育过程的研究具有重要意义。