SG3蛋白调控水稻株型和粒型的分子生物学功能研究
结题报告
批准号:
31771760
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
李仕贵
依托单位:
学科分类:
C1307.作物基因组及遗传学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
张霞、杨川航、张斯威、王世福、张琳
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中文摘要
水稻株型和粒型直接影响单位面积有效穗和千粒重,对提高水稻产量具有重要意义,但其分子机制尚不清楚。我们从重穗型杂交稻骨干亲本蜀恢498突变体库中鉴定了一份株高略低,粒长和叶夹角减小的突变体sg3。基因定位和RNAi结果表明sg3表型由一个激酶蛋白中单氨基酸改变引起,该突变位点位于SG3激酶结构域,拟南芥同源基因突变体无明显表型,但该家族另外一个基因被报道与BRI1互作参与BR信号转导,sg3株型和粒型与BR类受体激酶突变体osbak1表型相似,且sg3对外源BL处理表现为顿感,密植sg3比野生型产量显著提高。本项目在上述研究基础上,拟深入解析SG3调控水稻株型和粒型发育的分子生物学功能,解析SG3与OsBRI1和OsBAK1的相互关系,明确sg3通过密植提高水稻产量的应用潜力,为全面揭示水稻株型和籽粒发育的分子调控网络以及通过调控水稻株型和籽粒大小提高水稻产量提供基因资源和理论。
英文摘要
Rice architecture and grain size directly affects the effective panicle number and 1000-grain weight, are significant for enhancing rice yield, however, its molecular mechanism remains unknown. In our preliminary study, we identified a mutant, sg3, which showed reduced plant height, lamina joint inclination and grain length from the mutant library generated from the core parent of heavy panicle hybrid rice--Shuhui498. Gene mapping and RNAi results indicated that the phenotype of sg3 was controlled by a nonsynonymous mutation in a kinase protein, this mutation was located at the kinase domain. The mutant of SG3 homolog in Arabidopsis showed no obvious phenotype, whereas, the other gene in its family was reported to be involved in BR signal transduction by interacted with BRI1. The plant architecture and grain size of sg3 was similar to the BR receptor-like kinase mutant, osbak1. The yield of sg3 was significantly increased under compact planting condition. Based on these preliminary data, we plan to dissect the molecular biology function of SG3 regarding plant architecture and grain size, investigate the relationships of SG3 with OsBRI1 or OsBAK1, understand the yield potential of sg3 under compact planting condition. Our result will provide gene resource and theoretical basis for revealing the molecular regulatory networks of rice architecture and grain size, and for improving yield by regulating rice architecture and grain size.
粒型是直接决定水稻产量的重要性状,但是调控粒型的遗传和分子机制还很不清楚。本项目中,我们鉴定到一个粒型和千粒重相关的突变体,命名为grain length and grain weight 10 (glw10),该突变体表现为粒长和千粒重显著降低。组织细胞学分析表明GLW10通过影响细胞扩张调控粒型。通过MutMap定位方法和转基因试验验证确定GLW10编码一个BR信号激酶,OsBSK2。OsBSK2编码一个质膜蛋白,其N端豆蔻酰化位点对其膜定位和功能是必须的。OsBSK2与BR受体激酶OsBRI1直接互作,但是遗传实验表明OsBSK2调控粒型是独立于BR信号途径的。OsBSK2能形成同源二聚体,以及与OsBSK3和OsBSK4形成异源二聚体,并且OsBSK2,OsBSK3,OsBSK4的干涉植株均表现出小粒表型,说明水稻中BSK基因可能通过形成同源或异源二聚体的形式正调控粒型和千粒重。与其调控粒型的生物学功能一致的是这些基因都在发育中的幼穗和颖壳中高表达。综上,我们的研究结果揭示了水稻中BSK基因新的生物学功能,为作物粒型改良提供了新的靶基因。
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Leaf-derived ABA regulates rice seed development via a transporter-mediated and temperature-sensitive mechanism.
叶源 ABA 通过转运蛋白介导的温度敏感机制调节水稻种子发育
DOI:10.1126/sciadv.abc8873
发表时间:2021-01
期刊:Science advances
影响因子:13.6
作者:Qin P;Zhang G;Hu B;Wu J;Chen W;Ren Z;Liu Y;Xie J;Yuan H;Tu B;Ma B;Wang Y;Ye L;Li L;Xiang C;Li S
通讯作者:Li S
OsSPL18 controls grain weight and grain number in rice.
OsSPL18 控制水稻的粒重和粒数。
DOI:10.1016/j.jgg.2019.01.003
发表时间:2019-01
期刊:Journal of Genetics and Genomics
影响因子:5.9
作者:Hua Yuan;Peng Qin;Li Hu;Shijie Zhan;Shifu Wang;Peng Gao;Jing Li;Mengya Jin;Zhengyan Xu;Qiang Gao;Anping Du;Bin Tu;Weilan Chen;Bingtian Ma;Yuping Wang;Shigui Li
通讯作者:Shigui Li
DOI:10.1016/j.jgg.2019.02.001
发表时间:2019-02
期刊:Journal of genetics and genomics = Yi chuan xue bao
影响因子:--
作者:Xia Zhang;P. Qin;Youlin Peng;Bo Ma;Jiangbo Hu;Shijun Fan;Binhua Hu;Guohua Zhang;Hua Yuan
通讯作者:Xia Zhang;P. Qin;Youlin Peng;Bo Ma;Jiangbo Hu;Shijun Fan;Binhua Hu;Guohua Zhang;Hua Yuan
水稻穗期耐高温优异等位基因挖掘、分子机制解析及利用
  • 批准号:
    U22A20465
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    265.00万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    李仕贵
  • 依托单位:
水稻抽穗期耐高温基因DSHT2分子机制和应用研究
  • 批准号:
    31970522
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    李仕贵
  • 依托单位:
油菜素内酯调控水稻株型与粒型的分子机制
  • 批准号:
    91535102
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    李仕贵
  • 依托单位:
重穗型杂交稻骨干亲本千粒重和穗粒数基因SG1的功能解析
  • 批准号:
    31471475
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    90.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    李仕贵
  • 依托单位:
影响水稻生育期的相关基因OsEF3的克隆和功能研究
  • 批准号:
    30971763
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    李仕贵
  • 依托单位:
水稻抗稻瘟病新基因的精细定位及分子标记辅助选择
  • 批准号:
    39800102
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    1998
  • 负责人:
    李仕贵
  • 依托单位:
国内基金
海外基金