水稻茉莉酸生物合成关键酶基因OsOPR7表达与颖花开放的关系

颖花开放的调控对解决杂交水稻制种中父母本花时不遇的难题具有重要意义。已知外源茉莉酸（JA）和茉莉酸甲酯（MeJA）可诱导水稻等多种禾本科植物的颖花开放，其作用的方式也已初步阐明，但内源茉莉酸类（JAs）是否为颖花开放的内在调节因子却缺乏研究。本项目拟用正常开颖水稻和开颖习性差的水稻雄性不育系为材料，分析水稻JA生物合成关键酶基因OsOPR7的表达与内源JA水平和颖花开放的关系、获取组成型和花器官特异性正义和反义表达OsOPR7的转基因水稻、分析转基因水稻OsOPR7基因表达与内源JA水平和颖花开放的关系，探讨内源JAs是否参与水稻颖花开放的调控。该项研究不仅能从分子水平阐明颖花开放的调控机理，而且可望为改良水稻雄性不育系的开花习性提供新的手段。

在外源茉莉酸(JA)强烈诱导水稻禾本科植物颖花开放的基础上，本项目探讨了内源JA在水稻颖花开放中的作用。本研究应用液相色谱-串联质谱系统(HPLC-MS/MS)和实时定量RT-PCR技术(Real-time RT-PCR)，检测了水稻颖花开放前后JA水平及其生物和成基因表达的变化，并通过水稻转基因方法，探讨了JA生物合成基因OsAOS1和OsOPR7的超量表达或RNAi抑制表达对水稻颖花开放的影响。结果发现：(1) 水稻颖花JA水平在上午开颖前较平稳，开颖时急剧上升至峰值，闭颖后随即下降；(2) 颖花开放过程中JA水平的变化进一步得到了分子基础的支持，JA生物合成途径关键催化酶的编码基因OsDAD1-3、OsLOX-RCI1、OsAOS1、OsAOC和OsOPR7的表达在开颖时上调, 闭颖后又下调；(3) 颖花开放过程中大幅增加的JA主要来源于颖花器官中雄蕊和浆片的合成；(4) 颖花开放中JA生物合成途径基因的表达调控与病原菌、伤害诱导的JA生物合成途径基因的表达调控存在一定差异；(5) 超量表达OsAOS1和OsOPR7没有增加水稻颖花基础JA水平，RNAi抑制OsAOS1和OsOPR7表达也只是部分阻断了颖花JA生物合成，没有达到有效调控水稻颖花JA水平的目标，因而我们没有获得颖花开放表型发生变化的转基因植株。水稻颖花开放时JA水平及其生物合成基因表达的上升和闭颖后的下降有力地表明内源JA参与水稻颖花开放的调控。本研究丰富了水稻颖花开放的激素调控理论。