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水稻中胚轴长度是影响水稻出苗的重要因素之一。栽培稻中胚轴伸长存在一定的亚种间差别,多数籼稻中胚轴伸长能力较强,而粳稻中胚轴伸长能力比较弱。前期研究发现具有粳稻遗传背景的杂草稻(Oryza sativa f. spontanea L.)——WR04-6和WR04-43具有较长的中胚轴,但其中胚轴伸长的作用机制还不清楚。水稻中胚轴生长由细胞生长、分裂和形态建成等过程决定。微管骨架是细胞骨架的主要组成部分,在细胞的生长、分裂和形态建成中起到重要作用。然而,水稻中胚轴伸长过程中微管的作用尚不明确。本研究以2种杂草稻WR04-6和WR04-43为研究试材,栽培稻日本晴为对照,阐明通过微管解聚介导赤霉素(GA)含量使杂草稻中胚轴伸长的作用机制。主要的研究结果如下：1.在微管特异性解聚药剂oryzalin (25 nM)处理下,3种水稻中胚轴和中胚轴细胞的长度均显著增加。相反,在微管稳定药剂taxol(1μM)的处理下,中胚轴长度和中胚轴细胞的长度均显著下降。2.与日本晴相比,杂草稻在中胚轴伸长前期,其中胚轴细胞表现更明显的微管解聚,以及随后微管的横向排列。3.杂草稻中胚轴伸长前期,微管解聚刺激了内源GA含量的增加,并且诱导了GA合成基因GA3ox2、GA20ox2和GID1基因表达量的升高。4.通过分析15个微管结合蛋白基因,3个OsKatanin(微管切割蛋白)亚基基因在杂草稻中胚轴伸长前期表达量显著升高。5.将OsKatanin p60s基因分别在栽培稻日本晴中过表达,发现过表达植株中胚轴和中胚轴细胞均显著伸长。微管的动态变化、GA含量和GA合成基因的变化与杂草稻类似。综上所述,微管的动态变化对北方杂草稻中胚轴伸长起了重要的调节作用,其中微管解聚介导OsKatanin可能通过调节GA的合成和信号转导刺激内源GA含量的增加,从而促进中胚轴的伸长。