蒺藜苜蓿株高控制基因COSTIN的克隆及功能研究

摘要：

株高是影响植物株型建成的重要农艺性状之一,直接决定作物的倒伏性和生物产量,但目前关于苜蓿等豆科牧草株高性状形成的分子调控机制尚不清楚.通过定向筛选豆科模式植物蒺藜苜蓿Tnt1逆转座子插入突变体库,分离鉴定了一个蒺藜苜蓿矮化突变体compact stalk internodes(costin),该突变体的矮化表型是由于茎节伸长受到抑制所致.通过基因表型连锁分析成功克隆了COSTIN基因,该基因编码一个钙离子交换蛋白,与拟南芥的CALCIUM EXCHANGER7(CAX7)基因高度同源.qRT-PCR检测发现COSTIN基因在茎、叶和果荚等组织中有较高的表达.进一步研究发现在costin突变体中赤霉素合成途径关键基因MtCPS、MtKAO1、MtGA2Oox4、MtGA2Oox7和MtGA3ox1表达下调;外施赤霉素GA3可以恢复costin突变体的矮化表型.上述研究表明COSTIN基因通过影响植物激素赤霉素的生物合成来调控蒺藜苜蓿的茎节伸长.

关键词：蒺藜苜蓿、株高、COSTIN、钙离子交换蛋白、赤霉素

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资助基金：国家自然科学基金项目31570309,31770347;“一带一路”生物技术协同创新专项BRI-ASTIP-GIFC-03-2017;首都科技领军人才培养工程项目lj201812;中国农业科学院基本科研业务费专项Y2018LM04

在线出版日期：2018-06-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：124-131,后插2-后插3