水稻株型调控及进化的分子机理

水稻是最重要的粮食作物之一。解析株型调控与进化的分子机理是水稻遗传与进化研究领域重要课题之一。在国家自然科学基金的资助下，我们克隆了控制野生稻匍匐生长习性基因PROG1，发现在水稻进化过程中，由野生稻的PROG1基因进化为栽培稻的prog1后，不仅由匍匐生长变成直立生长，株型得到改良，而且穗粒数增加，产量大幅度提高，表现为多效性。本项目将在前期工作的基础上，利用EMS诱变匍匐生长渗入系，从中筛选直立生长的突变体，采用图位克隆和TILLING技术，分离PROG1的抑制基因（suppressor ），同时，利用芯片技术，鉴定PROG1下游调控基因；并通过研究激素对PROG1及其抑制基因的表达和株型的调控，比较野生稻与栽培稻PROG1抑制基因序列及功能的差异，探索水稻株型调控及进化的分子机理。研究结果对水稻株型及产量性状的分子改良和揭示栽培稻株型进化的分子机理具有重要的理论与实际意义。

株型是水稻进化与改良的重要目标之一，揭示株型调控的分子机理对进一步提高水稻产量具有重要意义。在以前的研究中，我们利用匍匐生长的野生稻渗入系YIL18克隆控制水稻株型驯化基因PROG1。为了进一步揭示株型调控的分子遗传机理，我们利用EMS 诱变匍匐生长渗入系YIL18，从中筛选出直立生长突变体，采用图位克隆方法分离了PROG1 的抑制基因SUP1（Suppressor of Excessive Tillering），该基因是一转录因子，通过抑制PROG1基因的表达，调节生长素极性分布，使株型变直立，分蘖角度变小，分蘖数减少，株高增加，穂粒数增多，产量增加。研究结果不仅为揭示水稻株型调控的分子机理提供新的证据，也为水稻株型和产量改良提供了基因资源。