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水稻(Oryza sativa L.)是最重要的粮食作物之一。水稻雄性不育与杂种优势的广泛应用在农业生产上发挥了举足轻重的作用。水稻产量和品质的形成与花器官发育直接相关,而花器官发育的分子遗传机制是目前植物发育生物学的研究热点之一。因此,阐明水稻花器官发育的分子遗传机制具有重要意义。生殖发育过程中最重要的器官之一是花药,在花药发育过程中,绒毡层细胞经历一个细胞程序性死亡(Programmed Cell Death, PCD)的过程来促进绒毡层细胞的降解,以期为花粉外壁的形成以及花粉的发育提供必须的营养物质。但绒毡层细胞在整个小孢子发育过程中如何逐渐消亡以及如何参与到小孢子发育的分子机制并不清楚。前期曾分离到一个隐性核基因控制的水稻雄性不育突变体tdr(tapetum degradation retardation),组织切片、透射电镜等分析结果表明该突变体花药绒毡层降解延迟,小孢子发育异常,最终导致雄性不育。利用图位克隆技术分离到TDR基因,TDR基因编码一个bHLH (basic Helix Loop Helix)转录因子的核蛋白,并通过调控下游基因在水稻花药绒毡层降解和发育过程中发挥重要的作用。目前已利用染色质免疫沉淀技术(ChIP)和ChlP-sequencing方法初步寻找到一批可能受到TDR调节的候选下游基因。其中OsADF基因(LOC_Os10g03660)是F-box蛋白家族成员。F-box蛋白是一类含有F-box结构域,在泛素介导的蛋白质水解过程中具有底物识别特性的蛋白质家族。这类蛋白质在细胞循环、信号传导、基因转录、雄性不育和细胞程序性死亡等多种生理过程中发挥重要作用。本研究利用定量ChIP-PCR技术等分析方法对OsADF基因进行分离筛选验证并对其功能及表达模式进行深入研究,主要结果如下：1.定量ChIP-PCR、凝胶迁移率实验(EMSA)结果验证了OsADF基因受TDR直接调控。另外,OsADF本身在tdr突变体中没有表达,利用TDR的启动子在tdr突变体中表达OsADF,结果显示,TDR启动子可以启动OsADF基因的表达,此结果进一步验证TDR对OsADF基因的调控作用。2.生物信息分析结果表明OsADF基因是F-Box蛋白家族。在日本晴中过量表达OsADF基因,获得的阳性转基因植株出现育性下降的表型。通过RNAi干扰技术降低OsADF基因在水稻中的表达水平,可以检测到转基因植株不同程度的出现不育的表型,并且通过半薄切片分析发现花粉发育的后期绒粘层细胞异常膨大,不能进行正常的PCD降解,最终影响花粉发育,从而导致雄性不育,其表型与tdr突变体的表型基本一致。RT-PCR以及qRT-PCR检测结果表明(?)OsADF在干扰植株中表达量明显下降,这一结果说明目的基因的正常表达对水稻花粉的形成起着非常重要的作用。3. RT-PCR、OsADF启动子与报告基因Gus融合表达以及原位杂交结果表明,从花药发育第9期到第12期,OsADF基因在绒毡层和小孢子中特异表达。亚细胞定位研究表明OsADF蛋白定位在细胞膜上,该基因在细胞核中没有表达。以上结果表明,OsADF基因在绒毡层和花药发育过程中起着十分重要的作用。可以推测在某个调控路径中,TDR通过对OsADF基因的调控,影响花药正常发育。这些结果对深入理解绒毡层和花药发育之间的关系具有重要的生物学意义。