调控水稻株型并参与油菜素甾醇信号转导的RLA1基因的克隆及功能研究

The Brassinosteroids (BRs) participate in the regulation of rice architecture, especially in the leaf erectness. But we still know little about the BRs signal pathway in rice. We screened a BRs insensitive rice mutant with erect leaf through the forward genetics method. We get the candidate gene through the map-based cloning and this gene RLA1 may be a novel component of BRs signal pathway. In this research, we'll reveal the mechanism of RLA1 regulating the leaf erectness and systematically study how RLA1 participates in the BRs signal pathway. This research can give us theoretical basis and a novel target gene to make the ideal plant architecture and increase the grain yield.

在水稻中，植物激素油菜素甾醇（Brassinosteroids, BRs）控制株型，尤其是鞘叶夹角等重要农艺性状。但是对水稻中BR信号转导途径的研究较少。我们采用独特的正向遗传学的方法，筛选到一个叶片直立并对外源BR不敏感的单基因隐性突变体rla1。通过图位克隆，我们得到了其候选突变基因，经序列分析，该基因与已知的油菜素甾醇信号转导组分都不一样，因此，RLA1很可能是一个参与油菜素甾醇信号转导的新组分。本研究将进一步深入研究RLA1的功能，揭示其调控鞘叶夹角的细胞学机制，并利用遗传分析、生物化学、细胞生物学和分子生物学的方法，系统揭示RLA1参与BR信号转导通路的位置和机制。该研究不仅能为我们揭示一个调控BR信号转导的新成员，也将进一步阐明BR在调控水稻生长发育尤其是水稻叶片直立性中的作用机制，为我们通过基因工程的方法塑造理想株型进而提高产量提供理论依据和目标基因。

根据该项目的研究计划，顺利完成该项目的研究内容，实现了研究目标。我们对通过图位克隆所获得的候选基因RLA1进行了功能互补验证，从表型和生理分析表明RLA1基因能够挽救rla1突变体表型，确定候选基因RLA1就是引起该突变体表型的基因；利用q-RT PCR和水稻夹角对BR的敏感性测试发现该突变体是一个BR信号输出受阻，并对BR不敏感的突变体；利用分子和生化等手段，在体外、体内确定了RLA1与已知的BR信号通路元件的互做关系，并且构建了RLA1与互做的已知的BR信号通路元件的遗传分析材料，初步确定了RLA1在BR信号转导通路中的位置。