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客户文章 | ChIP-seq助力揭示水稻油菜素内酯信号调控株高的机制01 研究背景 02 研究材料 03 研究思路 04 研究结果 1 鉴定dlt增强子-d6型侏儒症 作者利用叠氮化钠作为诱变剂对dlt种子进行诱变,通过筛选发现了一些dlt增强子,它们进一步降低了株高。为了确定参与节间伸长控制的其他基因,作者筛选了两种dlt增强子d76和d14突变体进行后续分析。d76和d140表现出典型的d6型侏儒症模式。作者将突变体与野生型中华11(ZH11)水稻杂交进行遗传分析,在F2代中,29株表现为d6型侏儒症,其他植株表现为dlt或野生型表型,表明d6型矮小性状是受隐性突变控制。将这些子代与野生型进行回交后得到了单突变体s76和s140,与各自双突变体相比而言,单突变体株高有所增加,但是仍旧表现出与双突变体类似的d6型侏儒症。 2 s76和s140是d6/osh15的新等位基因,用来定义d6型侏儒症创始突变体 3 在不同节间OSH15和DLT表达 图3 DLT与OSH15之间的表达特异性及相互 4 OSH15参与了BR响应 与野生型相比较,s76和s140,以及d76和d140突变体对于BR处理敏感性较低。OSH15参与了BR反应,并可能与DLT相互作用,调节BR信号传导和生物合成。 5 dlt和osh15表现出组织依赖的遗传关系 在幼苗时期,s76和s140突变体株高未见明显缩短,但是dlt、d140及d76双突变体株高明显缩短。DLT与OSH15协同调控了幼苗高度,在控制分蘖数方面具有拮抗作用。DLT部分依赖OSH15调控茎秆长度。与DLT相比,OSH15在调控IN2时具有上位性,在调控IN1时具有附加效应。DLT和OSH15对节间细胞的横向生长具有拮抗作用。有趣的是,s76和s140的米粒宽度明显增加,而且d76和d140的粒宽增加程度更为明显,说明DLT和OSH15在调节粒宽方面具有协同效应。这些发现表明DLT和OSH15之间存在组织依赖的遗传关系。 6 DLT与OSH15协同激活幼苗相关基因表达 图6 DLT和OSH15共同调节组织中的基因表达 7 OSH15激活OsBRI1的表达,DLT促进调控 图7 OSH15靶向并促进OsBRI1的表达 8 在突变体中,幼苗和穗中Br水平上调,节间Br水平下调 05 结论
在本研究中,作者采用BR信号轻微缺陷型突变体(dwarf and low-tillering,dtl)进行相关研究。发现了两种具有下节间特异缩短的突变体,即d6型侏儒症。这两种突变体拥有同样的致病基因,即OSH15基因,此基因可以编码含有同源结构域蛋白质。OSH15可直接与DLT相互作用,形成蛋白复合物,调节BR含量和BR信号转导。例如OSH15和DLT可以同时直接结合在OsBRI1基因启动子上促进基因表达。OSH15基因在短节间中大量表达,尤其是在IN2,而DLT却显示出相反表达模式。因此这个复合物在不同节间显示出不同水平,对BR水平和信号产生不同效应来影响节间组织。 |