分蘖相关基因在再生稻腋芽萌发期的表达分析

【目的】明确分蘖相关基因在再生稻腋芽萌发期的表达动态变化,为阐明水稻再生季腋芽发育的调控机理提供理论依据。【方法】以再生分蘖能力强的材料i21和再生分蘖能力弱的材料i89为研究对象,运用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测8个分蘖相关基因在水稻头季(分蘖始期和拔节孕穗期)和再生季不同时期(头季去穗后1、24、48和72 h)的表达动态变化,并分析分蘖相关基因间及其与最大再生分蘖的相关性,筛选出与腋芽生长相关性高的基因。【结果】自头季稻稻穗收割后,材料i21和i89的再生分蘖数的变化趋势基本一致,均随着腋芽的生长再生分蘖数逐渐增多,收割后20 d达最多并趋于稳定,但材料i21再生季发苗多且快,再生分蘖发生速度明显高于材料i89;材料i21和i89的最大再生分蘖数为33和10个。LAX1、LAX2和MOC1基因的相对表达量在不同材料不同时期间均存在明显差异,其中自头季去穗后,除MOC1基因在头季去穗后72 h的相对表达量外,LAX1、LAX2和MOC1基因在水稻再生分蘖形成期均表现为材料i21中的相对表达量极显著高于材料i89(P<0.01,下同),MOC1基因在头季去穗后1 h达峰值,LAX1和LAX2基因在头季去穗后24 h达峰值,随后显著降低(P<0.05,下同)并趋于稳定。头季去穗后,除TAD1基因在头季去穗后24 h时外,材料i89中D10、HTD1、OsTB1和TAD1基因的相对表达量均极显著高于材料i21中的相对表达量,D10和HTD1基因在头季去穗后1 h达峰值,OsTB1和TAD1基因在头季去穗后24和48 h达峰值,D27基因在材料i21和i89中的相对表达量均先升高后降低,且头季去穗后24~72h,D27基因在材料i21中的表达量极显著高于材料i89。最大再生分蘖数分别与LAX2和MOC1基因的表达水平呈极显著和显著正相关,与D10、HTD1、OsTB1和TAD1基因的表达量呈极显著负相关。此外,不同基因的表达水平也存在不同相关性。【结论】LAX1、LAX2和MOC1基因高表达有利于水稻再生季分蘖的形成,D10、HTD1、OsTB1和TAD1基因高表达会抑制水稻再生季分蘖的形成。不同分蘖相关基因间存在相互作用,共同调控水稻再生季分蘖的形成。