1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
课题的意义、国内外研究进展、应用前景等(列出主要参考文献)水稻是重要的禾谷类粮食作物,提高水稻产量是现代农业的一个巨大挑战。
水稻的单株产量由每株有效穗数、每穗粒数和粒重三个因素共同决定。
其中水稻的粒重是由籽粒大小和灌浆程度决定的,而籽粒的大小又和籽粒的长、宽、厚密切相关。
2. 研究的基本内容和问题
研究的目标:研究OsPIP9如何通过调控油菜素内酯信号通路影响水稻籽粒发育的分子机制,并解析 OsPPKL1调控水稻籽粒发育的遗传网络,为 OsPPKL1 的分子育种利用提供理论依据。
进一步完善水稻BR信号转导途径,为水稻分子育种提供相关参考。
研究内容:前期研究筛选获得了一个千粒重约72克的超大粒水稻品种N411。
3. 研究的方法与方案
研究方法:(1)外源BL、BRZ激素处理野生型和突变体,分析PIP9表达量的变化 实验材料选取DJ、osppkl1、gsk3、ZH11、OsPPKL1-OE1、OsPPKL1-OE2等株系,将催芽三天萌动状态的种子转至等量1 μM/L 的BL、BRZ及DMSO溶液中,水培一周后取样,提取RNA,反转为cDNA后进行荧光定量PCR。
(2)外源BL、BRZ激素处理野生型,分时间段取样,分析PIP9表达量的变化 使用等量1 μM/L 的BL、BRZ及DMSO溶液培养野生型ZH11,取处理后0h、0.5h、1h、2h、6h、12h、24h、36h、48h、72h的样品,分别提取RNA,反转为cDNA后进行荧光定量PCR。
(3)PIP9的亚细胞定位分析 利用含有酶切位点KpnⅠ的引物,扩增不含终止子的PIP9基因全长,并连入载体pCAMBIA1300s-GFP,使PIP9与GFP融合,将构好的载体进行测序,确定未发生序列突变后,用液氮法转入农杆菌菌株EHA105,用于侵染烟草表皮细胞。
4. 研究创新点
特色或创新之处 水稻遗传改良的关键在于新基因的挖掘和应用。
本项目的特色与创新之处在于发现了一个调控水稻粒长的OsPIP9 基因,该基因的功能研究对于理解水稻籽粒发育的分子机理具有重要的价值。
该基因响应BR信号,其T-DNA插入突变体粒形显著增大。
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展2017年8月30日-2017年9月30日 构建载体AD-PIP9,进行酵母双杂交实验,验证PIP9与OsPPKL1的相互作用关系及其与OsPPKL1的哪段结构域互作。
2017年10月1日-2017年11月1日 外源BL、BRZ激素处理野生型和突变体,PIP9表达量的变化。
2017年11月1日-2018年1月20日 构建GFP-PIP9和CE-PIP9的载体,通过转化农杆菌侵染烟草观察PIP9的亚细胞定位和确定PIP9与OsPPKL1是否在植物体内互作。
