水稻LTI1基因调控分蘖芽伸长生长的分子机理研究

Rice tillering is an important agronomic trait that determines grain yields. Although our knowledge about the tiller development has progressed rapidly over the past a few years, the molecular mechanism of tiller development remains poorly understood. To further elucidate the molecular mechanism underlying rice tiller development, additional new components need to be identified and characterized. Here, we characterized a new rice mutant less tillering 1 (lti1), which showed significantly reduced tiller number that was attributed to the defective outgrowth of tiller buds. Gene cloning revealed that LTI1 encodes a chromatin remodeling protein. In this proposal, we will study the function of LTI1 and dissect the mechanism of LTI1 involved in regulating the outgrowth of rice tiller bud.

分蘖是影响水稻产量的重要农艺性状，关于其发育的调控机理研究一直是植物科学领域的研究重点和热点。随着一系列关键基因的克隆，人们在水稻分蘖调控机理研究方面已经取得了重要进展。尽管如此，我们对水稻分蘖调控机理的认识仍然十分有限，仍有待于挖掘和鉴定更多的功能基因。在对一系列水稻分蘖突变体的筛选中，我们鉴定到一个新的少分蘖材料less tillering 1（lti1），并通过图位克隆方法定位了LTI1基因，该基因编码一个染色质重塑蛋白。初步的研究结果表明，lti1突变体的分蘖芽形成后很少进行伸长生长，从而导致水稻植株呈现少分蘖表型。本项目将在前期工作基础上，通过细胞学、分子生物学、和遗传学等技术手段深入研究LTI1的功能，解析LTI1作为染色质重塑蛋白参与调控水稻分蘖芽伸长生长的分子机制，为水稻株型改良提供重要的理论基础。

分蘖是影响水稻产量的重要农艺性状，揭示水稻分蘖发育的调控机理将为水稻的株型改良奠定理论基础和提供基因资源。在前期研究中，我们从少分蘖突变体less tillering 1（lti1）中克隆到了LTI1基因，该基因编码一个染色质重塑蛋白。细胞学分析发现，分蘖芽的伸长生长缺陷导致了lti1呈现少分蘖表型。通过酵母双杂交筛选到了LTI1的互作蛋白LIP7，当LIP7功能缺失时导致水稻植株出现类似lti1的少分蘖表型。进一步的遗传分析表明LTI1和LIP7作用在同一条遗传通路上协同调控水稻的分蘖数目。结合RNA-seq和ChIP-seq分析，我们鉴定到250个候选基因可能是LTI1的直接下游靶基因。此外，独脚金内酯含量测定以及遗传学分析表明，LTI1通过SL通路参与调控分蘖芽的伸长生长。本项目的研究进展为深入揭示LTI1调控水稻分蘖芽伸长生长的分子机理奠定了基础。