水稻是重要的粮食作物,其有selleckchem AZD2281效分蘖数、每穗实粒数、粒重决定了单株的产量。穗形态建成的分枝数和着粒密度影响了每穗粒数,因此,开展穗形态建成的分子机制研究对水稻产量性状的遗传改良具有重要的理论及实践意义。LAX1(LAX PANICLE 1)在籼稻与粳稻品种之间呈现明显的单倍型差异,粳稻品种LAX1的SNP变异为LAX1~(T349G)时呈现稀穗表型,说明籼粳稻通过LAX1调控水稻穗分枝发育存在功能的分化。为解析籼粳稻LAX1调控穗形态建成的分子机制,本研究利用粳稻品种中花11号(ZH11)的lax1突变体与广亲和品种Dular创制了F_2群体,发现在Dular背景下存在一个可以抑制lax1-6突变表型的显性位点,将其命名为Suppressor of lax1(Slax1)。本论文对Slax1的功能及其与LAX1共同调节水稻穗形态建成的分子机制进行了探究,主要研究结果如下:1.Dular背景Slax1位点的初步定位和精细定位。我们发现在Dular背景下存在一个可以抑制ZH11背景lax1-6突变表型的显性位点Slax1。Slax1定位于7号染色体,候选基因LOC＿07g46790,编码水稻歧化酶2(OsDPE2)。Dular和ZH11背景基因组间在OsDPE2编码区存在2个SNP可导致编码氨基酸序列Transbronchial forceps biopsy (TBFB)变异。2.OsDEP2基因的克隆和功能分析。互补试验结果表明OsDEP2~(Dular)可以抑制lax1-6突变表型。OsDPE2属于植物歧化酶2(DPE2)蛋白家族。OsDPE2定位于胞质。成熟叶和幼穗的原基分生区存在OsDPE2高水平表达。OsDPE2的表达水平随着昼夜变化呈现周期性节律震荡。ZH11背景下成熟叶和幼穗组织中存在较高水平的OsDPE2活力。3.OsDEP2通过淀粉代谢影响水稻生长发育OsDPE2活力受到昼夜节律变化影响,且OsDPE2活力的周期性变化也影响到叶片中淀粉和可溶性糖含量。OsDPE2影响黑暗条件下水稻植株生长速率。OsDPE2影响水稻穗枝梗和小花发育。4.OsDEP2与LAX1的调控关系。通过观察并分析lax1-6(m)osdpe2#01(H)、野生型背景LAX1基因超量表达、osdpe2#01背景LAX1超量表达、野生型背景OsDPE2超量表达和lax1-6背景OsDPE2超量表达等植株和穗表型,发现OsDPE2作为LAX1的下游基因参与调控水稻穗形态建成。LAX1可与OsDPE2基因上游启动子区顺式元件结合,且正调控OsDPE2基因表达。5.OsDEP2活力与水稻穗产量性状正相关。LAX1单倍型可划分为LAX1~(349T)和LAX1~(349G);OsDPE2单倍型可划分为OsDPE2~(4A992G)、OsDPE2~(4G992A)和OsDPE2~(4G992G)。LAX1/OsDEP2单倍型组合受到水稻育种选择。OsDPE2活性与水稻穗枝梗数和小花数呈正相关。本研究克隆了一个水稻中可以抑制粳稻背景LAX1突变体突变表型的基因OsDPE2,揭示了OsDPE2通过参与淀粉代谢途径调控水稻穗发育,但其下游受体糖信号分子参与穗发育的调控机PR-171 IC50理仍需深入研究。OsDPE2基因功能和LAX1/OsDPE2基因调控关系的研究有助于我们进一步理解产量相关因子的遗传基础,也为水稻分子育种提供了产量性状的品种改良分子标记。