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山东农业科学2025年第08期:OsMAPK5基因调控水稻株高和穗发育的功能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘泽赟;周杰强;陈文娟;董雅婷;王姝洁;张俊博;余强;唐文帮;肖云华;

单位:湖南农业大学农学院;水稻油菜抗病育种湖南省重点实验室;湖南杂交水稻研究中心杂交水稻国家重点实验室;国家耐盐碱水稻技术创新中心;

摘要:MAPK(促分裂原活化蛋白激酶)信号转导通路是一种广泛存在于真核生物中的重要信号转导机制,通过磷酸化逐级激活MAPKKK、MAPKK和MAPK三个关键蛋白激酶家族来调控细胞对外界刺激做出相应的生理响应。为了研究OsMAPK5(登录号LOC_Os03g17700)基因在水稻中的功能,我们通过CRISPR/Cas9基因编辑和转基因技术创制了OsMAPK5基因敲除突变体和过表达材料。成熟期表型鉴定结果表明,OsMAPK5基因能够矮化水稻株高,其中OsMAPK5基因功能缺失通过抑制穗长与倒一节间长实现,而过表达OsMAPK5基因则通过抑制穗长和倒一节间长、倒二节间长实现。进一步研究发现,OsMAPK5还影响水稻穗发育和结实,过表达OsMAPK5基因使得水稻一次枝梗数、二次枝梗数、穗粒数、结实率均显著减少,而OsMAPK5功能缺失对水稻穗发育的影响不显著,但显著降低结实率。综上,OsMAPK5基因具有矮化水稻株高的功能,且影响穗的发育和结实,这一发现有助于深入完善水稻株高的分子调控机制,并为育种工作提供基因资源。

关键词:水稻;;OsMAPK5基因;;株高;;穗发育;;基因编辑

基金资助:国家自然科学基金项目(32172078);; 湖南省科技创新计划项目(2023NK1010)