OsELF3-1与OsARID3互作调控水稻根部性状
根系是水稻植株的重要组成部分,在植物固定、水分和营养物质获取等生长发育过程中起重要作用。本研究发现oself3-1突变体的根系显著变短,将突变体与野生型笹锦杂交构建F_2分离群体进行遗传分析,表明突变性状由一个隐性单基因调控。通过图位克隆将OsELF3-1定位在6号染色体一段50.9 kb的区间内,该区间内共有4个开放阅读框(ORF),通过序列比对发现突变体仅在ORF4(OsELF3-1)的第二个外显子上缺失7个碱基,导致基因发生移码并提前终止,推测OsELF3-1为目标基因。OsELF3-1的CRISPR/Cas9敲除突变体的根系显著短于野生型笹锦,验证OsELF3-1参与根系长度调控。为进一步阐明OsELF3-1的调控网络,利用酵母双杂交筛选到OsELF3-1的互作蛋白OsARID3,OsARID3具有ARID功能结构域(ARID3DNA binding domain)、α-晶体蛋白/热休克蛋白20结构域(α-crystallin/Hsp_domain)及热休克蛋白20(HsP20)等结构域,以及依靠钾离子的钠离子/钙离子交换的结构域(K~+-dependent and Na+/Ca+exchange domain)。调查OsARID3-RNAi突变体发现其根系显著短于野生型笹锦,说明OsARID3可能参与根系长度调控。通过3 K测序数据分析发现OsARID3自然变异共有15个单倍型,且存在明显的籼稻、粳稻分化,粳稻主要属于单倍型Ⅰ、Ⅳ和Ⅵ。综上所述,本研究发现OsELF3-1与OsARID3互作调控水稻根系,为进一步深入解析水稻根系生长发育调控网络提供理论基础和种质资源。
植物遗传资源学报
2025年04期
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