影响水稻生育期的相关基因OsEF3的克隆和功能研究

水稻的生育期是最重要的农艺性状之一，决定品种种植的生态区和地区适应性，也是重要的育种目标。本研究在拟研究的水稻生育期相关的目标候选基因OsEF3已克隆，有关的遗传转化质粒已成功构建的基础上，重点就目标基因所在的T-DNA插入突变体和野生型的光温反应、根系发育和农艺性状的比较分析，结合转基因、启动子的分离、表达效率和组织细胞定位等方面的研究，验证该目标基因的生物学功能，以及在水稻生长发育过程中的遗传效应，阐明该基因控制生育期、千粒重和根系发育的可能分子机制，为选育早熟高产的水稻品种提供新的思路。本申请项目的实施还将导致1-2项发明专利的申请和3-5篇高质量研究论文的发表。

水稻是人类赖以生存的主要粮食作物，其抽穗期是重要的农艺性状，决定品种种植的生态区和地区适应性，也是重要的育种目标，选育早熟高产的水稻品种一直为水稻育种家所重视。植物生育期调控是一个复杂的过程，涉及许多基因。拟南芥中ELF3基因作为一个授时因子负责生物钟节律的产生和光周期开花的调控。在水稻中存在两个ELF3的同源基因OsELF3-1和OsELF3-2，但是它们的功能未知。本研究通过突变体表型分析发现，位于第6染色体OsELF3-1基因主要通过光周期控制开花途径，且比第1染色体的OsELF3-2功能更大，并通过互补试验和RNAi技术验证了两个基因的功能。进一步研究了OsELF3-1与其它已克隆的生育期相关基因的相互作用，结果显示，OsELF3-1通过正调控OsLHY的表达和负调控OsPRR1，OsPRR37，OsPRR73和OsPRR95的表达来影响水稻生物钟系统。此外，OsELF3-1参与蓝光激活Ehd1的表达来促进水稻短日照下的开花，并且OsELF3-1还抑制Ghd7的表达来间接促进水稻在长日照下的开花。因此OsELF3-1对于水稻生物钟节律和光周期开花的调节是必须的。