·常規信息
基因(座)名稱Squamosa啓動子結合蛋白基因; 理想株型基因
squamosa promoter binding protein-like 14; Ideal Plant Architectutre1
基因符號OsSPL14; IPA1;WFP
所在染色體8 (已克隆)
供體材料台中本地1

IPA1/OsSPL14(LOC_Os08g39890, Jiao et al. 2010)...

IPA1在正常條件下促進生長發育,而在稻瘟病菌侵染時受誘導磷酸化提高免疫反應(右圖),這一機制既能增加水稻産量又能提高稻瘟病抗性,打破了單個基因不可能同時實現增産和抗病的傳統觀點,爲高産高抗育種提供了重要理論基礎和實際應用新途徑(Wang et al. 2018)。

研究人員在甬優12號中圖位克隆到一個主效QTL位點qWS8/ipa1-2D,經鑒定,該QTL是理想株型基因IPA1上遊的一段串聯重複序列。這一段重複序列可以抑制IPA1的DNA甲基化修飾,使得IPA1基因啓動子區域的染色質結構處于松散的狀態,從而促進IPA1基因的表達,産生發育水平上的理想株型和産量提升(Zhang et al. 2017)。

SPL基因具有高度保守的DNA 結合域,作爲植物特有的轉錄因子家族的代表,其參與開花時間的調節、時期轉換、葉發育的起始以及其他的發育過程。在水稻基因組中,有19個SPL 基因,其中OsSPL14 與擬南芥的SPL9 最相似。OsSPL14 定位于細胞核,始終起著轉錄因子的作用。在營養生長和生殖生長階段,OsSPL14 始終在生長錐優勢表達,在一二次枝梗也高度表達(Jiao et al., 2010; Miura et al., 2010)。

IPA1能與控制水稻分蘖側芽生長的負調控因子OsTB1的啓動子直接結合,抑制水稻分蘖發生,還通過直接正調控水稻株型重要基因DEP1,調節水稻株高和穗長(Lu et al. 2013)。

增加作物産量是現代農業的主要目標。爲了使目前的高産水平得到進一步提升,育種家提出了水稻理想株型的策略。對一個半顯性QTL-IPA1 進行了克隆和特征分析,發現該QTL 可以很大程度上改變植株的形態進而增加産量。IPA1 編碼類Squamosa啓動子結合蛋白OsSPL14,並受微RNA OsmiR156 的調控。在營養生長期,OsSPL14 控制水稻分蘖;在生殖生長期,OsSPL14 的高表達促進了穗分支。研究表明OsSPL14 的一個點突變擾亂了OsmiR156 對OsSPL14 的調控,OsSPL14 突變後,使得水稻分蘖減少、穗粒數和千粒重增加,同時莖稈變得粗壯,抗倒伏能力增強,進而提高産量(Jiao et al., 2010; Miura et al., 2010)。

【相關登錄號】
contigs及其産物:AP008214↘BAF24118, AP006049↘BAD10733, AP005816↘BAD10674
cDNAs及其産物:AK107191→BAG97990, GU136674→ADJ19220
參考基因組位點:Os08g0509600(RAP-DB, Gramene)←→ LOC_Os08g39890(本地、MSU-RGAP)←→ LOC4345998(NCBI)
參考基因組産物:XM_015795327→XP_015650813
uniprot庫登錄號:B7F043, Q7EXZ2
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·ONTOLOGY及相關基因
表型特征稻瘟病抗性(TO:0000074), 株高(TO:0000207), 穗長(TO:0000040), 分蘖數(TO:0000346), 籽粒産量(TO:0000396), 穗分枝(TO:0000050), 每穗粒數(TO:0002759), 倒伏率(TO:0000068), 莖粗(TO:0000339), 千粒重(TO:0000592)
分子功能轉錄因子(GO:0003700)
生物進程穗發育(GO:0010229), 分蘖形成(GO:0010223), 調節寄主對真菌的防衛反應(GO:1900150)
·參考文獻
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