水稻不定根发生基因ARL1的克隆与功能分析

【摘要】：水稻作为世界上重要的粮食作物,其须根系由种子根和大量的不定根组成, 不定根是茎生根,是水稻固着、养分水分吸收的主要器官。同时,不定根是胚后 发生的器官,节位产生的大量不定根组成了水稻地下部的主要部分。不定根的发 育过程可以划分为根原基的起始和伸长。尽管对不定根的形态和生理已经有了详 尽的描述,但是对于控制不定根形态发生的相关基因还一无所知,因此对水稻不 定根发生机制的研究及关键基因的克隆意义重大。本研究通过对不定根发生相关 突变体的筛选,获得了水稻不定根缺失突变体arll,通过对arll突变体表型、激 素、遗传分析以及基因克隆和功能分析,我们得到以下主要研究结果: 1.表型分析: 水稻不定根缺失突变体arlJ在整个生活期中均不能产生不定根,只有一个 主根和主根上的侧根,主根上的侧根同野生型相比略长。在分蘖时期,arll突变 体产生的分蘖不能发育成熟。 地上部分没有明显差异。 2.切片分析: 通过对生长4天的arll突变体和野生型植株根茎结合部的石蜡切片分析, 发现突变体arll缺少不定根原基:此外对生长8周的野生刑和突变体植株的第 四节位进行淹水处理24小时后,进行切片分析,arll突变体仍然缺少不定根原 基。 3.激索分析 利用不同浓度梯度的生长索、细胞分裂素和乙烯对arll,突变体和野生型植 株进行处理,不能使arll突变体产生不定根。 4.遗传分析 遗传分析表明:arll突变体为单基因隐性突变变。