水稻突变体D12W191多分蘖表型产生与细胞分裂素的关系

• 作者: 丁艳锋 查满荣 王绍华 翁飞 黄文晓
• 来源期刊: 南京农业大学学报
• 学科: 农学
• 关键词: 水稻 多分蘖突变体 细胞分裂素 生长素 基因表达
• 年，卷（期）: 2016,（5）
• 页码范围: 711-721
• 分类号: S511|S311
• 语种: 中文
• DOI: 10.7685/jnau.201603056

摘要

[目的]本研究旨在比较水稻矮秆多分蘖突变体D12W191与野生型‘武育粳3号’的细胞分裂素(CTK)和生长素(IAA)含量差异以及相关基因表达情况,并探究分蘖生长抑制剂萘乙酸(NAA)处理对其分蘖芽形态发育的影响及生理机制.[方法]以野生型粳稻‘武育粳3号’及利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱导突变获得的矮秆多分蘖突变体(编号为D12W191)为供试材料,测定分蘖芽及分蘖节的细胞分裂素(CTK)和生长素(IAA)含量,并分析细胞分裂素合成、降解和响应调节子基因及生长素合成基因的表达差异.[结果]D12W191分蘖芽的玉米素(Z)和玉米素核苷(ZR)含量均高于‘武育粳3号’,在分蘖节中未出现显著差异;与细胞分裂素变化趋势不同,突变体材料D12W191分蘖芽中IAA含量和‘武育粳3号’相比没有差异,而分蘖节中的IAA含量低于‘武育粳3号’.IAA与Z+ZR比值分析表明,突变体D12W191分蘖芽和分蘖节的IAA/(Z+ZR)值均低于‘武育粳3号’.与野生型相比,D12W191的分蘖芽和分蘖节中的细胞分裂素合成基因OsIPT4、OsIPT5、OsIPT7表达上调,细胞分裂素降解基因OsCKX4、OsCKX5、OsCKX9表达下调,细胞分裂素响应调节子基因OsRR6、OsRR7、OsRR11也呈现下调的趋势,而且细胞分裂素合成抑制剂Lovastatin能够完全抑制多分蘖突变体分蘖的发生.生长素合成基因Os YUCCA3、OsYUCCA4在突变体分蘖芽和分蘖节中的表达量与野生型相比无显著差异,而Os YUC CA6在突变体分蘖节中显著下调,在分蘖芽中的表达与野生型处于同一水平.水稻OsTB1基因负调控分蘖的发生,其在突变体分蘖芽中表达明显下调.外源NAA处理抑制了2个材料分蘖芽的生长,并且使OsIPTs基因表达下调,OsCKXs和OsTB1基因表达上调.[结论] D12W191突变体OsIPTs表达上调及OsCKXs表达下调使分蘖芽中内源CTK含量上升,而细胞分裂素信号转导途径负调控因子A型OsRRs基因表达量下降,又增强了细胞分裂素的作用,这些都有利分蘖的发生,外源喷施细胞分裂素合成抑制剂Lovastatin试验结果进一步表明,突变体的多分蘖表型可能是由于分蘖芽中较高的CTK引起的.NAA处理显著抑制了D12W191分蘖芽的生长,这与其对OsIPTs、OsCKXs和OsTB1基因的调控有关.