乙烯参与许多植物生长发育过程和对逆境的反应,但乙烯受体及其信号传递与其功能相关性的研究较少。申请人通过烟草II类乙烯受体NTHK1等的研究发现乙烯受体参与了植物对盐胁迫的应答,其激酶结构域和激酶活性对于植物幼苗生长及盐胁迫反应是必需的,并且NTHK1通过与Nip2作用并磷酸化来调控这些反应。同时发现了II类乙烯受体具有丝/苏氨酸激酶活性。这是乙烯受体的生化特性及生理功能研究中的重要进展。在单子叶植物水稻中,乙烯受体OsETR2可延迟抽穗,影响淀粉积累。受体的缺失可导致早花。申请人建立了大规模筛选水稻乙烯突变体的技术体系,获得了26个乙烯突变体。本项目将克隆水稻乙烯突变体相关基因,确定其在信号传导中的功能;进一步研究乙烯受体并鉴定其相互作用蛋白,比较单/双子叶植物间上述组分的功能。这些研究将揭示水稻乙烯信号传导机制,为改善作物农艺性状和提高耐逆性提供重要的理论依据和基因资源。
rice;ethylene signaling;mutant;agronomic traits;ethylene response
水稻是重要的农作物,其生长发育和环境适应性受到乙烯的调控,但水稻乙烯信号转导机制研究较少。我们利用水稻黄化苗的乙烯反应即根受抑制而胚芽鞘受到乙烯促进伸长的表型,建立了一套快速有效的筛选水稻乙烯反应突变体的技术体系。应用该体系我们筛选到了一系列乙烯反应突变体材料(maohuzi,mhz)。根据黄化幼苗的突变表型和等位分析将这些突变体分成8个互补群(mhz1-mhz8)。所有突变体的根对乙烯的敏感性降低,但地上部分有差异。通过T-DNA标签技术或图位克隆鉴定了相应基因MHZ1至MHZ8并研究了它们在乙烯反应、幼苗生长、农艺性状调控及与其它激素互作中的作用。我们的研究揭示了水稻在乙烯信号转导上保守的和新的机制,为改善作物的农艺性状提供了重要依据。