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水稻(Oryza sativa L.)产量主要由单位面积穗数、每穗粒数及千粒重决定。有效分蘖直接决定穗数,是决定水稻产量的重要农艺性状。近年来一些研究表明水稻分蘖数由1类植物小RNA分子mi R156调控。因此进一步揭示mi R156调控水稻分蘖的分子机制可为培育高产水稻品种提供重要理论依据。本实验室前期筛选到1个以中花11(ZH11)为背景的T-DNA插入突变体dmt2(dwarf and more tillers 2),植株呈现矮化多分蘖表型。它与近年来在水稻中发现的一系列D基因的突变体(即独脚金内酯缺失突变体)的表型相似;通过添加外源人工合成的独脚金内酯类似物GR24,初步确定突变体dmt2为独脚金内酯敏感突变体。本研究通过将以Inverse PCR技术获得的T-DNA插入的旁邻序列进行序列分析确定T-DNA插入在DMT2基因的上游约3.2 Kb处,DMT2基因编码1个小RNA分子miR156d。利用超表达等技术对DMT2基因进行了功能验证,探索了DMT2基因与SPL基因家族以及激素SLs的关系,获得的主要研究结果如下:1、对DMT2进行了分子克隆,序列分析发现T-DNA插在水稻第2号染色体基因非编码区,位于DMT2基因(登录号Os02g0180800)的转录起始位点上游3225 bp处。该基因是一个非蛋白编码基因,其编码产物为成熟的miR156d。2、利用半定量和实时荧光定量反转录PCR(qRT-PCR)对突变体dmt2中DMT2基因的转录初始产物pri-miR156d进行了表达分析,结果表明该T-DNA插入导致了miR156d的表达累积。3、对突变体dmt2进行了miR156靶标基因SQUAMOSA Promoter-binding Like(SPL)的表达分析,结果表明SPL2、SPL3、SPL4和SPL11在突变体dmt2中均表现出显著的下调,因此SPL2、SPL3、SPL4和SPL11极有可能是DMT2的靶基因。4、对突变体dmt2进行了激素SLs合成和信号转导途径中关键基因的表达检测,结果表明SLs合成途径中D10基因表达显著下调,mi R156d/SPL可能通过下调SLs合成途径中的D10基因进而调控水稻分蘖。5、构建了pre-miR156d OE和pri-miR156d OE转化载体,获得了相应转基因植株。对获得的相应转基因植株进行了PCR转基因阳性检测以及初步表型分析,观察发现pri-miR156d OE的转基因植株可重现突变体dmt2的表型,即表现为矮化多分蘖的表型,pre-miR156d OE的转基因植株多分蘖矮化表型相对不明显。对pri-miR156d OE转基因植株的进一步分析证明了DMT2基因的超表达可导致植株出现矮化多分蘖的表型。6、对pri-miR156d OE植株中mi R156d主要调控的靶基因SPL2、SPL3、SPL4、SPL11和SLs合成途径中D10基因进行了q RT-PCR分析,结果表明这些基因在pri-miR156d OE植株中表达均下降,进一步表明DMT2基因通过下调SPL2、SPL3、SPL4、SPL11和D10基因从而使植株体内激素SLs的合成减少,导致植株矮化及分蘖数增多。总之,本研究对水稻基因DMT2控制水稻分蘖的功能进行了转基因验证,探索了DMT2基因与SPL基因家族以及激素SLs的关系,初步证实DMT2基因通过下调SPL2、SPL3、SPL4、SPL11和D10基因从而使植株体内激素SLs的合成减少,导致植株矮化及分蘖数增多,可为培育高产水稻品种提供重要依据。