当前位置:查字典生物网 >学习园地 >生物资讯 >遗传发育所揭示水稻穗茎发育调控机制
杂交水稻的发明和大规模应用不仅解决了中国人的吃饭问题,对世界减少饥饿也作出了卓越的贡献。杂交水稻的制种过程需要两个亲本材料——雄性不育系和恢复系,然而水稻不育系常常具有“包穗”(即抽穗期穗子被包裹在叶鞘内难以抽出)的特性,为杂交稻制种带来很大困难。研究表明最上部茎节内活性赤霉素水平的降低是导致不育系包穗的主要原因。生产上往往需要在后期大量喷施“九二零”(赤霉素)来克服杂交制种中不育系的包穗问题。然而,“九二零”的施用不仅大大增加了制种成本、降低杂交种质量并导致环境污染,而且其效果还很大程度上取决于喷施者的技术、施用时期及天气状况等。1981年,Rutger等首先发现水稻最上节间特异伸长突变体eui1,随后育种家利用eui1隐性突变基因来培育杂交水稻的高位茎节伸长不育系,以便于杂交稻的商业化制种。正是eui1具有解除不育系包穗的功效,因而,也被称为杂交水稻生产中除了不育系、保持系和恢复系外的第四遗传因子。
2006年,中国科学院上海生命科学研究院何祖华研究组和中国科学院遗传与发育生物学研究所储成才研究组分别通过图位克隆方法同时克隆了EUI1基因(Zhuetal.,PlantCell,2006;Luoetal.,PlantCellPhysiol,2006)。发现EUI1编码一个细胞色素P450单加氧酶,EUI1可使具有生物活性的赤霉素GA4失活。抑制EUI1的表达可提高水稻内源GA4含量,从而增加其株高和穗颈长,但对EUI1的表达调控机理一直以来并不清楚。
中科院遗传发育所植物基因组学国家重点实验室储成才研究组高少培博士通过对一个水稻显性包穗突变体ree1-D(regulatorofEUI1)的分析研究发现,HD-ZIPI类转录因子家族中的HOX12直接调控EUI1基因的表达,HOX12和EUI1基因均在水稻幼穗尤其是花药中高表达。生化分析表明,HOX12作为转录激活因子,可以在体内与EUI1启动子区直接结合并促进其表达,进而控制植物內源GA4的代谢和穗茎伸长。在水稻中,GA4比GA1有更高的生物活性。在水稻生殖生长阶段,GA4在花药及稻穗中大量积累。而EUI1可降解GA4,维持植物正常生长。HOX12干涉株系中EUI1基因表达量下降,使GA4降解减缓,并从穗中向穗茎中流动,进而导致穗茎中GA4含量增加,穗茎节变长。
人教版生物七上第三节《生物对环境的适应和影响》ppt课件一
人教版生物七上第二节《水分进入植物体内的途径》ppt课件之五
2012秋人教版七上第四章《绿色植物是生物圈中有机物的制造者》ppt课件3
人教版生物七上第三节《绿色植物参与生物圈的水循环》ppt课件之一
人教版生物七上第一节《绿色植物通过光合作用制造》ppt课件之二
2012秋人教版七上第五章《绿色植物与生物圈中的碳―氧平衡》ppt课件1
人教版生物七上第三节《只有一个细胞的生物体》ppt课件
人教版生物七上第二节《水分进入植物体内的途径》ppt课件之三
2012秋人教版七上第六章《爱护植被,绿化祖国》ppt课件
2012秋人教版七上第二节《绿色植物的呼吸作用》ppt课件5
2012秋人教版七上第五章《绿色植物与生物圈中的碳―氧平衡》ppt课件3
人教版生物七上第二节《植物体的结构层次》ppt课件之一
人教版生物七上第三节《观察动物细胞》ppt课件之一
人教版生物七上第三节《绿色植物参与生物圈的水循环》ppt课件之二
2012秋人教版七上第五章《绿色植物与生物圈中的碳―氧平衡》ppt课件
人教版生物七上第三节《观察动物细胞》ppt课件之二
2012秋人教版七上第二节《调查我们身边的生物》ppt课件
人教版生物七上第三节《细胞通过分裂产生新细胞》ppt课件之二
人教版生物七上第二节《水分进入植物体内的途径》ppt课件之四
人教版生物七上第三节《生物对环境的适应和影响》ppt课件之二
2012秋人教版七上第五章《绿色植物与生物圈中的碳―氧平衡》ppt课件2
人教版生物七上第一节《细胞生活需要物质和能量》ppt课件
人教版生物七上第二节《细胞核是遗传信息库》ppt课件之一
人教版生物七上第三节《观察动物细胞》ppt课件之三
2012秋人教版七上第二节《观察植物细胞》ppt课件1
2012秋人教版七上第二节《观察植物细胞》ppt课件2
人教版生物七上第三节《观察动物细胞》ppt课件之四
2012秋人教版七上第二节《调查我们身边的生物》ppt课件1
人教版生物七上第一节《绿色植物的生活需要水 》ppt课件之二
2012秋人教版七上第六章《爱护植被,绿化祖国》ppt课件3