水稻产量相关跨膜类受体蛋白激酶LRK基因簇的功能分析及其作用机理初探

高产是水稻育种的重要目标之一。前期研究以图位克隆的方法从野生稻中分离了一个与水稻高产相关的富亮氨酸重复类受体蛋白激酶（leucine-rich-repeat receptor kinases, LRKs）基因簇，共有8个LRK基因（LRK1-LRK8）组成。目前我们已证实LRK1基因在籼稻9311的背景下，表现出明显的增产效应。在此基础上，本项目拟对其余的LRK2、LRK4、LRK6、LRK7、LRK8基因的功能进行分析；同时采用酵母双杂交、免疫共沉淀等方法来筛选、分离并验证与LRK1跨膜受体蛋白互作的下游目标基因，分析下游目标基因的亚细胞定位和组织特异性表达，采用超表达和RNAi等方法分析其功能，初步阐明LRK基因簇的功能与作用机理。本项目的研究成果不仅能加深对水稻产量性状发育与调控的理解，而且对作物分子育种具有重要的理论与实践指导意义。

高产是水稻育种的重要目标之一。该项目分析了与水稻产量相关的LRK基因簇中的基因的组织特异性表达，表明他们即有相似性又存在差异，说明在进化过程中基因簇中的基因功能可能发生某些特异性分化。将LRK2-8基因在日本晴中进行过表达分析，三叶期的表型表明他们可以不同程度的促进水稻生长发育。成熟期，LRK2提高了水稻的有效穗数。另外，发现LRK1降低水稻株高与GA的合成有关。为了探索LRK1的作用机理，采用酵母双杂的方法在水稻cDNA文库中筛选了其互作基因OseEF1A，并以BiFC的方法验证了其互相的作用。在日本晴中过表达OseEF1A，发现其愈伤和再生苗生长相对缓慢。本项目的完成为LRK基因簇的功能与作用机理初步分析提供重要实验数据，也为加深对水稻产量性状发育与调控的理解及作物分子育种提供重要的理论依据与实践指导。