水稻OsGRF6基因的克隆及调控初生根发育功能初步分析

【目的】OsGRF6隶属于GRF家族,参与调控植物的生长发育和植物对非生物胁迫的耐受性。试验旨在探究OsGRF6参与调控水稻初生根发育的分子机制,为深入研究OsGRF6参与调控水稻根的发育提供新线索。【方法】通过PCR从水稻品种‘ZH11’中克隆得到转录因子基因OsGRF6,对其进行进化树构建、启动子分析;同时对OsGRF6-OE(过表达材料)和osgrf6(突变体)进行基因型分析、qRT-PCR鉴定和水稻表型观察,采用酵母单杂交技术对OsGRF6的结合基序进行检测,并通过ChIP-seq和RNA-seq数据对OsGRF6下游的直接靶基因进行分析。【结果】(1)OsGRF6含有1个QLQ和1个WRC保守的功能结构域,与拟南芥AtGRF1和AtGRF2以及水稻OsGRF7亲缘关系较近,且OsGRF6启动子区域含有多个非生物胁迫和激素响应顺式作用元件;(2)OsGRF6在水稻种子、幼穗和根中表达量较高,而在叶中表达量较低;OsGRF6定位于细胞核,并且具有转录激活活性;(3)与野生型相比,OsGRF6-OE转基因材料初生根长度较长,而osgrf6突变体材料表现出初生根变短的表型;(4)OsGRF6能与CGGCA基序结合;(5)ChIP-seqs和RNA-seqs分析发现,OsGRF6靶基因中包含OsARF7、OsARF4等多个参与调控水稻根发育的基因。【结论】OsGRF6除了参与调控水稻株型和种子发育外,还能通过直接调控生长素途径中基因(如OsARF7、OsARF4等)的表达调控水稻根的发育。