水稻內(nèi)稃發(fā)育相關(guān)基因REP1的功能研究及花對稱性的調(diào)控.pdf

1、禾本科(Poaceae)是被子植物中有花植物的大類群之一，其花序與花形態(tài)結(jié)構(gòu)的演化明顯不同于雙子葉植物和其他單子葉植物。但是禾本科中花器官發(fā)育的分子調(diào)控機制目前還尚不明確。本研究主要以禾本科植物水稻(Oryza sativa L)為主要材料，研究了水稻內(nèi)稃發(fā)育的分子機制。從水稻中分離克隆出CYCLOIDEA(CYC)基因的同源基因RETARDED PALEA1(REP1)，序列分析表明REP1基因片段包含TCP結(jié)構(gòu)域但不含R區(qū)，屬于TC

2、P結(jié)構(gòu)域基因家族中的CYC/TB1亞類。
　　 本研究建立了水稻穎花內(nèi)/外稃(Le/Pa)兩側(cè)對稱軸。對rep1突變體花器官的研究發(fā)現(xiàn)：該突變體內(nèi)稃發(fā)育不完全，兩側(cè)外表皮細胞分化不均勻，內(nèi)稃維管束變成5枚，與野生型外稃維管束數(shù)目一致。REP1過表達植株可使內(nèi)稃細胞不對稱的過分化，改變了穎花內(nèi)稃的對稱性。說明REP1基因參與控制水稻內(nèi)稃細胞特性的建成和進一步分化的過程，同時沿內(nèi)/外稃軸部分或直接的決定水稻穎花對稱性的建立。

3、　　 REP1基因時空表達模式深入研究發(fā)現(xiàn)，RNA原位雜交表明：REP1基因在花原基發(fā)育過程中具有與金魚草CYC類似的不對稱性表達模式。花發(fā)育早期特異的在內(nèi)稃原基中表達，但隨花發(fā)育晚期呈輻射對稱分散在雄蕊和內(nèi)、外稃維管束中。提示REP1對水稻內(nèi)稃細胞的發(fā)育及穎花對稱性的建立起關(guān)鍵調(diào)控作用。
　　 本實驗證明：TCP結(jié)構(gòu)域基因家族成員調(diào)控高等植物花形態(tài)結(jié)構(gòu)多樣性的功能也存在于禾本科中，證明了CYC的同源基因控制花對稱性的保守進化