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植株高度是重要的农艺性状,与作物产量密切相关。作物植株过高会引起倒伏而减少产量,过低则会因为生物量的积累不足而减产。植株高度主要受多种激素影响,包括赤霉素、生长素、油菜素内酯、独角金内酯和细胞分裂素等。植物激素处于调控植株高度复杂网络的核心位置并起着主导作用。作为模式植物的水稻和拟南芥,一直是科学家们关注的焦点,对其株高的研究也有很多,但是关于其近缘种的研究还很少,这限制了我们对生物多样性的理解。 拟南芥的近缘种Capsella rubella因其分布较广泛、自交繁殖、基因组已测序而成为研究拟南芥近缘种自然变异的理想系统。在C.rubella自然群体中植株高度有显著差异,本研究选择了植株较高且有参考基因组序列的生态型MTE和植株较矮的生态型879作为研究对象,来探究植株高度差异的细胞学及遗传学基础。通过对同一发育时期的MTE和879主花序轴进行半薄切片对比分析,发现MTE和879植株高度的高矮差异是由主花序轴纵向细胞数目的多少所导致。植株较高的MTE纵向细胞长度短,植株较矮的879纵向细胞长度反而较长。 为了进一步阐明不同生态型间植株高度自然变异的遗传基础,本研究对这两个生态型构建了F2遗传群体,通过图位克隆的方法初步定位了决定植株高度变异的基因所在的基因组区域。通过对候选基因的表达分析、序列及结构变异的比较,初步确定了候选基因CLE-l1。为了进一步验证该基因的功能,我们在拟南芥和C.rubella中将该基因分别过量表达。本研究为解析自然群体中植株高度变异的遗传基础提供了重要证据,有助于理解拟南芥及其近缘种的适应性进化机制。