摘要: 杂种不育基因功能研究对了解水稻育性控制、克服杂种优势利用瓶颈有重要意义。其中，顺式元件参与的杂种不育基因表达调控还未有相关报道。籼粳杂种雄性不育Sa座位包括紧密连锁的3个基因SaF、SaM和SaFL。本课题组前期通过粳稻T65（含有Sa-）及其籼型S... 展开 杂种不育基因功能研究对了解水稻育性控制、克服杂种优势利用瓶颈有重要意义。其中，顺式元件参与的杂种不育基因表达调控还未有相关报道。籼粳杂种雄性不育Sa座位包括紧密连锁的3个基因SaF、SaM和SaFL。本课题组前期通过粳稻T65（含有Sa-）及其籼型Sa座位近等基因系E4（含有Sa+）的杂交后代克隆获得一个位于籼型SaF+基因启动子区的调控元件Cis17，它对SaF+的表达有强烈的抑制效应，而SaF+的高表达会介导水稻植株的无花粉型不育，但具体的分子机制仍不清楚。本研究通过分子生物学和遗传学等技术手段筛选与水稻SaF+抑制元件Cis17特异互作的转录因子，并探究参与Cis17对SaF+表达调控的候选转录因子的分子功能，获得主要研究结果如下： 1）利用Cis17筛选水稻转录因子库，获得8个与Cis17特异互作的候选因子，分别为Sub1C、EATB、ADP1、ADP3、Rap2.6、DREB1C、DREB1H和DREB6。 2）酵母单杂交实验表明，Cis17中的脱水响应元件DRE和乙烯响应元件GCC-box是结合候选转录因子的重要元件。 3）蛋白亚细胞定位分析结果显示，8个候选蛋白均定位于细胞核中。 4）双荧光素酶活性的测定结果表明，EATB、ADP1、Rap2.6和DREB6这4个转录因子均能显著抑制下游报告基因LUC的表达。 5）功能敲除结果表明，在花粉全可育的亲本材料E4中敲除ADP1和Rap2.6都使花粉育性下降，而敲除EATB和DREB6则未改变花粉育性。 综上所述，本研究提出了SaF+启动子区的调控元件Cis17可能通过招募ADP1和Rap2.6等转录因子抑制了SaF+的表达，从而维持水稻花粉正常发育的分子模型。本研究为进一步深入挖掘抑制元件Cis17调控花粉发育的分子机理奠定了基础，对顺式元件调控水稻育性的研究具有重要的指导意义。 收起