水稻内外稃形态建成及花器官对称性发育分子调控机理的研究

水稻是人类主要的粮食作物之一，但对保护其果实的内外稃器官的分子发育机制研究甚少。我们前期的研究基础表明水稻花器官是一个沿内外稃轴向呈两侧对称的单对称性花结构，内外稃轴向这一精细结构的建成在保护水稻种子、提供种子发育所需营养方面起到了重要作用，REP1在此发育过程中起到重要的调控作用。本申请将结合的现有研究成果，进一步通过激光捕获－－测序分析的方法，获得内、外稃器官建成的分子表达谱及标记基因；此外，本申请还将结合突变体筛选及分子生物学分析，深入研究与REP1基因相互作用的遗传因子，并阐述这些遗传因子在调控水稻花对称性建成过程中的分子调控机理，为进一步揭示单子叶植物单对称性花进化的分子调控机制提供基础。

水稻是人类最主要的粮食作物之一，具有特异的生殖器官结构，其中外稃和内稃是单子叶植物特有的外轮器官，在保护水稻种子、提供种子发育所需营养方面起到了重要作用，但人们对内外稃器官发育的分子调控机制研究甚少。在本项目的资助下，我们以野生型水稻9522和内稃发育缺陷突变体rep1为研究入手点，系统的分析了水稻外、内稃器官发育的细胞学特征，结合芯片分析，进行了水稻外、内稃原基起始期的分子特征研究，并筛选获得了REP1基因的候选下游基因；通过EMS诱变的方法，获得了rep1/repen1, rep1/repen2和rep1/el1双突变体，并克隆获得了REPEN2和EL1基因；通过双突变体构建，获得了rep1/Osmads6和rep1/Osmads3等双突变体；功能分析表明：REP1基因是内稃属性基因，与OsMADS6和REPEN2基因一起共同调控了水稻内稃原基的属性建成；REP1基因还与REPEN1基因共同作用，调控水稻内稃器官的融合发育。本项目研究结果为进一步分析水稻特有花器官结构形成建成的分子调控网络奠定了基础。