SAUR基因对水稻器官生长发育调控的功能研究

The genes encoding small auxin-up RNAs (SAUR) are one of three-type genes fast up-regulated by auxin and responding to auxin in plants. However the biological functions of SAUR are still known little. In the research we explore function of SAUR to the organ growth and development of rice using the SAUR mutant and over-expressed rice lines. In the different growth and development stages the phenotype of the mutants and wild type, temporal and spiral location of SAUR, and coexpression of SAUR and other genes in those plants are carried out. Analysis of auxin concentrations of the plant organs, auxin import and export, and exogenous auxin treatments, protein interaction and RNA interfering are also conducted to investigate the SAUR and rice organ growth and development, and signal transduction pathway of auxin by SAUR. It is essential not only to uncover the biological function of SAUR to the organ growth and development of rice and but also to provide the new germplasm for rice breeding.

生长素上调的小RNA (SAUR)基因是植物生长素响应快速上调的三类基因之一，但对其的生物学功能了解甚少。本研究以实验室已有的水稻SAUR突变体及超表达株系为材料，通过不同生育期的表型分析、基因表达的时空定位、共表达、蛋白互作和RNA干涉手段，外源生长素处理和内源生长素含量、生长素输入和输出分析，研究水稻SAUR在水稻器官生长发育中的作用，探索SAUR调控水稻器官生长发育及与生长素信号通路的关系，这不仅对于揭示该基因的功能和调节植物生长发育具有重要的理论意义，并可为水稻分子育种提供新的种质材料。

生长素上调小RNA（SAURs）是多基因的大家族，并在植物初期生长素响应中快速激活。然而，关于其在植物生长发育中的功能，特别是在单子叶植物中知之甚少。本研究报告了模式植物水稻中OsSAUR45基因的生物学功能，该基因有组织特异性表达，定位于细胞质；过表达株系表现多种发育缺陷，如株高和初生根长降低，不定根减少，叶变窄，结实率低。而OsSAUR45基因降低突变，没有表现明显的生物学效应。因此，OsSAUR45基因可能作为负调因子在植物生长发育中发挥功能；对生长素合成和极性运输的基因分析表明，由于OsYUCCAs和OsPINs蛋白的降低使生长素水平和运输下降。外源生长素可部分恢复OsSAUR45过表达株系的表型。这些结果表明，OsSAUR45通过OsYUCCA 和 OsPIN 基因表达，影响生长素合成和运输，从而影响植物生长。此外，对成熟的花粉观察，表明其部分发育和萌发不良，可能是导致结实率低的原因。