水稻OsRopGEF在根系发育中的功能研究

The rice root system, which is typical for monocotyledon species,differs greatly from that of model dicotyledon plant species A. thaliana in the root anatomy and morphology even developmental process. Up to date, excellent progress regarding the gene networks involved in root development has been accumulated in Arabidopsis thaliana, but knowledge about rice root is limited. Our previous work found OsRopGEF which was activator for rice small G protein Rac/Rop specifically expressed in root and over-expression lines displayed abnormal crown root development. By analyzing the available transgenic and mutant lines, this project will clarify the function of OsRopGEF and the related molecular regulating pathway in rice root development. Our work aim to identify new genes and new pathway which may play important role in regulating rice root development. It will provide genomic resources and hypothesis for rice genetically modifying in agricultural production.

水稻作为典型的单子叶植物，其根系在形态结构及发育过程等方面都和双子叶模式植物拟南芥有明显的差异。目前人们对拟南芥根发育的基因调控网络有较清晰的认识，但是水稻根发育相关的基因功能研究还很有限。申请者的前期工作发现水稻中的小G蛋白Rac/Rop的活化因子OsRopGEF在根中特异表达，过量表达后影响冠根的发育。本项目将在此基础上利用转基因材料和突变体，详细分析OsRopGEF在水稻根发育过程中的功能，阐明其发挥作用的分子调控途径。通过本项目的研究，发现并阐明水稻根发育过程中起重要调控作用的新基因或新的调控途径，这对于揭示水稻根发育的分子调控机理具有重要的科学意义，也为农业生产中的作物遗传改良提供基因资源和理论基础。

水稻作为典型的单子叶植物，其根系在形态结构及发育过程等方面都和双子叶模式植物拟南芥有明显的差异,水稻是须根系,主根在胚后发育过程中逐渐退化,而冠根是其生长发育过程中的主要根系。目前人们对拟南芥根发育的基因调控网络有较清晰的认识，但是水稻根发育相关的基因功能研究还很有限。. 我们的前期工作发现水稻中的小G蛋白Rac/Rop的活化因子OsRopGEF在根中特异表达，过量表达后影响冠根的发育。本项目在原有工作基础上利用转基因材料和获得的突变体材料，详细分析OsRopGEF7在水稻根发育过程中的生物学功能及其发挥作用的激素信号途径。我们的结果发现OsRopGEF7下调表达或基因敲除的突变体冠根减少，幼苗发育迟缓，并且对细胞分裂素抑制冠根发育的生理效应表现超敏。通过酵母双杂交以及蛋白互作分析我们鉴定到与OsRopGEF7直接互作的细胞分离素信号途径的重要组分。我们的结果表明OsRopGEF7作为小G蛋白Rac/Rop的活化因子通过整合到细胞分裂素信号途径调控水稻的冠根发育。. 本项目的研究，首次发现并阐明水稻小G蛋白OsRopGEF7-Rac/Rop通过整合到细胞分裂素信号途径，并调控水稻的冠根发育，这对于揭示水稻冠根发育的分子调控机理具有重要的科学意义，也为农业生产中的作物遗传改良提供新的基因资源和理论基础。