水稻分蘖的形成是一个复杂的过程,受到环境及遗传因素的影响,合适的分蘖可以显著提高水稻产量.本研究利用甲基磺酸乙酯(ethyl methanesulfonate,EMS)诱变粳稻秀水11得到一份矮化、多分蘖突变体,将其命名为dwarf and multiple tillers 1(dmt1),并对其进行表型观察,生理生化分析,遗传分析,基因定位和激素处理.结果发现,在dmt1在分蘖期出现株高变矮,叶片面积变小,分蘖数增多等特征.遗传分析表明,该dmt1为单隐性核基因控制,图位克隆的结果显示,DMT1位于第4染色体上,编码一个丝氨酸/半胱氨酸蛋白酶,是NAL1的等位基因.亚细胞定位的结果表明,DMT1蛋白在细胞核、细胞质和叶绿体上均有表达.为探究该基因突变是否会影响水稻对激素的敏感程度,本研究通过施加外源激素发现dmt1地上部分对NAA敏感程度降低,而地下部分对于GA3敏感程度升高.并且在dmt1中生长素合成相关基因表达量降低.通过干旱处理发现dmt1的耐旱能力下降,在干旱胁迫下dmt1的发芽率降低.由实验可得,DMT1突变会导致植株产生株高变矮,分蘖增多的表型,通过qRT-PCR发现可能是由于生长素合成障碍引起的表型.这为研究水稻分蘖机制的遗传网络提供了新的信息.
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