水稻少蘖矮杆基因DFT的克隆和功能研究

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，分蘖和株高相关基因的克隆有助于水稻分子育种，促进其产量的提高。本项目获得了JX7/ZYQ8后代DH群体中分离的少蘖矮杆突变体dft，后又通过筛选武运粳7号的EMS诱变群体，发现了一个与dft等位的突变体dft2。该突变体分蘖4-6个，植株矮小，成熟穗子较野生型变小许多，但结实率正常；同时与钾营养吸收有关。遗传分析表明，dft突变表型由位于第2染色体上的一对隐性核基因控制。对dft突变基因进行分子标记定位和图位克隆，结果表明候选基因是LOC_Os02g20360基因，它编码tyrosine aminotransferase。在dft突变体中，该基因在编码区2505位G突变为A，导致相应编码蛋白甘氨酸（Gly）突变为谷氨酸（Glu）。用含野生型基因的表达载体转化dft2突变体，所获转基因株系在苗期缺钾培养条件下恢复到野生型亲本的水平，表明野生型LOC_Os02g20360基因互补了dft2突变体表型，从而证实该突变体表型是由LOC_Os02g20360基因序列单碱基突变引起的，命名为DFT。RT-PCR结果表明DFT基因在在根中表达量最高，推测该基因是在根中起作用。此外，RNA-Seq分析发现dft2和野生型中差异表达基因的数目共有3037个，KEGG pathway分析结果差异表达基因在新陈代谢途径、环境因素影响、遗传信息表达途径等中发挥主要的调控作用。