水稻反卷叶型基因OsOCU2、OsOCU3和OsOCU4的克隆及功能研究

卷叶性状在水稻高产育种及株型改良中一直受到遗传育种家的关注。叶片适度卷曲有利于塑造个体良好株型，改善水稻生长中后期群体基部的受光条件，增加光能利用率，进而提高水稻产量。本课题组继反卷突变体Osocu1基因的功能研究后又在水稻T-DNA插入突变体库中发现了另三个叶片反卷突变体Osocu2、3和4，这三个突变体在叶脉部位位于维管束与上表皮之间的薄壁细胞个数急剧增加，在主脉本来是气腔的位置也完全被薄壁细胞所占据。约300个单株的分离群的共分离实验表明Osocu2突变性状与T-DNA插入共分离，且受一对隐性基因控制，而Osocu3和Osocu4并不是Osocu2的alleles。生物信息学分析表明OsOCU2基因编码一个extensin前体蛋白。本研究将对这三个突变体进行详细的细胞遗传学研究，并对其基因功能，表达模式以及与Osocu1之间的相互关系进行研究，并为水稻理想株型改良提供一定基础

项目按计划书顺利进行，目前已圆满地完成计划书规定的任务。具体计划要点如下：叶片是水稻的重要组成部分之一，是进行光合作用的重要器官, 在高产育种及株形改良中，叶片性状一直是水稻遗传育种家关注的焦点。水稻叶片适度卷曲有利于水稻产量的提高。本研究中，我们首先对突变体OCU2进行形态学、细胞学、分子遗传学以及生物学等方面研究，利用图位克隆克隆了控制卷叶突变体OCU2的基因PCI1，PCI1编码一个ROOT CAP基因家族的一员。PCI1基因通过负调控水稻薄壁细胞的正确发育从而使水稻叶片保持合适的形态。从形态学、细胞学、遗传学以及分子生物学等方面深入解析了PCI1与薄壁细胞发育的关系。