【摘 要】
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水稻灌浆是光合作用产生的同化物向籽粒转运的过程,决定着稻米的最终产量。研究水稻灌浆相关基因,有助于揭示籽粒灌浆调控的分子机理,也能为快速灌浆水稻的分子设计育种提供理论基础和基因资源。本研究通过CRISPR/Cas9突变体库筛选,鉴定到一个籽粒灌浆速率增强的突变体osmap70,突变基因OsMAP70编码微管相关蛋白,利用酵母双杂交技术对OsMAP70的互作蛋白进行了鉴定。同时,对实验室前期鉴定到的
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水稻灌浆是光合作用产生的同化物向籽粒转运的过程,决定着稻米的最终产量。研究水稻灌浆相关基因,有助于揭示籽粒灌浆调控的分子机理,也能为快速灌浆水稻的分子设计育种提供理论基础和基因资源。本研究通过CRISPR/Cas9突变体库筛选,鉴定到一个籽粒灌浆速率增强的突变体osmap70,突变基因OsMAP70编码微管相关蛋白,利用酵母双杂交技术对OsMAP70的互作蛋白进行了鉴定。同时,对实验室前期鉴定到的籽粒灌浆速率相关蛋白OsWD40-66进行了互作蛋白的鉴定。主要研究结果如下:1、以粒厚表型变化为指标,对CRISPR/Cas9突变体库进行籽粒突变体的筛选,发现osmap70突变体的粒厚显著增加。OsMAP70编码微管相关蛋白,属于一个保守的多拷贝基因家族。田间实验结果表明,不同osmap70株系的籽粒灌浆速率均显著加快,表明该基因负调控籽粒灌浆速率。经酵母自激活试验检测,发现OsMAP70在酵母细胞中无自激活活性。利用酵母双杂交技术对OsMAP70互作蛋白进行了筛选,鉴定到23个可能的互作蛋白。进一步利用酵母双杂交对候选蛋白进行“一对一”互作验证,证实其中11个蛋白与OsMAP70在酵母细胞中存在相互作用,包括2个Augmin复合体的组分,其负责控制植物细胞微管的起始组装。2、对实验室前期鉴定到的籽粒灌浆速率相关基因Os WD40-66进行了功能验证。发现OsWD40-66基因的CRISPR/Cas9敲除突变体不同株系的籽粒灌浆速率均显著下降。OsWD40-66编码一个WD40重复蛋白,可能作为支架蛋白介导转录抑制复合体的组装。经酵母自激活试验检测,发现该蛋白在酵母细胞中无自激活活性,利用酵母双杂交技术共筛选到7个可能的互作蛋白。进一步利用酵母双杂交技术进行“一对一”互作蛋白验证,证实其中4个蛋白与OsWD40-66在酵母细胞中存在相互作用,包括2个ARF（生长素应答因子）转录因子。本研究通过CRISPR/Cas9因敲除技术,研究发现OsMAP70和Os WD40-66两个基因参与水稻籽粒灌浆速率的调控,分别对其互作蛋白进行了鉴定,为进一步解析水稻籽粒灌浆速率调控的分子机制奠定基础。
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