水稻叶片衰老基因LPS1的克隆与功能研究

褚晓洁 芦涛 叶涵斐 王盛 林晗 吴先美 何瑞 严钢 王跃星 李三峰 路梅 胡海涛,* 杨窑龙,* 饶玉春,*

水稻叶片衰老基因的克隆与功能研究

褚晓洁1芦涛1叶涵斐1王盛1林晗1吴先美2何瑞2严钢1王跃星2李三峰2路梅1胡海涛1,*杨窑龙2,*饶玉春1,*

(1浙江师范大学化学与生命科学学院, 浙江金华 321004；2中国水稻研究所国家水稻改良中心/水稻生物学国家重点实验室, 杭州 310006；*通信联系人, E-mail:ryc@zjnu.cn, yangxiao182@126.com, haitao-hu@zjnu.cn)

【目的】早衰突变体是研究早衰机制的良好载体，对于探究早衰的遗传机理与作用机制及提高水稻的产量和品质具有重要作用。【方法】本研究利用EMS诱变获得了一个早衰突变体，并对该突变体及其野生型进行表型观察、细胞学及组织化学分析、生理生化分析、遗传分析、基因定位和激素处理。【结果】的叶片从3叶期开始发黄，成熟期株高、有效分蘖数、结实率、千粒重等极显著降低。电镜观察发现叶表面光滑，硅质化突起和叶绿体数目减少、片层结构紊乱。生理生化分析表明中有大量的活性氧积累，同时伴有蛋白质的降解、细胞膜的损伤以及大规模的细胞死亡。遗传分析表明该早衰表型受单隐性核基因控制，并且其在第5染色体上编码了一个泛素结合酶。亚细胞定位结果证明LPS1蛋白在细胞质与核中均有表达。外源激素处理发现，对外源激素的处理更为敏感，且突变促进了ABA合成相关基因的表达。【结论】突变使水稻ABA合成信号途径异常，进而引发H2O2等一系列与衰老相关生理指标的异常变动，导致过早衰老，最终造成水稻产量严重降低。……