【摘 要】
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为了研究水稻倒伏的分子生物学机制,为水稻抗倒伏高产优质育种提供基因资源。本研究采用水稻OsTCP15融合VP64（VP64为转录激活子基序）的CaMV35S过表达得到的茎秆强度显著增强的水稻OsTCP15-VP、单独CaMV35S过表达OsTCP15转化野生型水稻得到的OsTCP15-OE、水稻OsTCP15融合EAR（EAR为转录抑制子基序）的CaMV35S过表达得到的OsTCP15-EAR等3
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为了研究水稻倒伏的分子生物学机制,为水稻抗倒伏高产优质育种提供基因资源。本研究采用水稻OsTCP15融合VP64（VP64为转录激活子基序）的CaMV35S过表达得到的茎秆强度显著增强的水稻OsTCP15-VP、单独CaMV35S过表达OsTCP15转化野生型水稻得到的OsTCP15-OE、水稻OsTCP15融合EAR（EAR为转录抑制子基序）的CaMV35S过表达得到的OsTCP15-EAR等3个转基因株系及其野生型（WT）材料,对它们进行了维管束数目、厚壁组织厚度、木质素沉积等表型分析;茎秆力学性能分析;茎秆节间次生细胞壁成分分析;转录组分析及荧光定量PCR验证;OsTCP15的组织表达模式及其在转基因株系的过表达分析;KNOX表达量检测验证及其组织表达模式分析;水稻OsTCP15蛋白与OSH15启动子的互作分析。获得了如下主要研究结果。（1）水稻OsTCP15-VP、OsTCP15-OE两个转基因株系均比其WT的茎秆维管束数目增多,木质素含量减少,茎秆维管系统的厚壁组织变厚;而水稻OsTCP15-EAR转基因株系比其WT的茎秆维管束数目减少,木质素含量增加,茎秆维管系统的厚壁组织变薄。（2）水稻OsTCP15-VP和TCP15-OE两个转基因株系均比其WT的茎秆拉力强度增加,纤维素含量增加,半纤维素中葡萄糖含量增加;而水稻OsTCP15-EAR转基因株系的茎秆拉伸强度比其WT的降低,纤维素含量降低,半纤维素中葡萄糖含量减少。（3）水稻OsTCP15-VP和TCP15-OE两个转基因株系分别与其WT相比较,其的木质素合成基因OsPAL1、纤维素合成基因OsCESA4、半纤维素合成基因OsGT43与次生壁合成关键调控基因OsSWN1、OsSWN2、OsSWN7、OsMYB46等的表达均下调;而水稻OsTCP15-EAR转基因株系的表达则上调。（4）水稻OsTCP15-VP和TCP15-OE两个转基因株系分别与其WT相比较,其KNOX基因OSH15的表达上调;而水稻OsTCP15-EAR转基因株系的表达则下调。并且,与OsTCP15相似,其OSH15在茎秆有较高的表达量,暗示其OSH15可能位于OsTCP15的下游。（5）水稻KNOX基因OSH15的启动子上存在3个TCP结合元件,水稻OsTCP15蛋白直接结合OSH15的启动子,从而直接激活OSH15的表达。总之,本研究发现水稻OsTCP15参与其茎秆维管组织发育及细胞壁合成调控。水稻OsTCP15通过直接结合OSH15启动子的序列,启动OSH15的表达,从而调控茎秆维管束数目、厚壁组织厚度与次生细胞壁的合成。
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