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中胚轴的伸长能促进水稻幼苗出土，而其分子机制尚不清楚。在本研究中，我们分析了一个与其野生型日本晴(Oryza sativaL.cv.Nipponbare，Nip)相比具有长中胚轴和长胚芽鞘表型的突变体gaoyao1(gy1)。gy1突变体的长中胚轴和长胚芽鞘的表型使其与日本晴相比具有更好的出土能力，说明了gy1突变体长中胚轴和长胚芽鞘的表型在水稻农业生产应用上的意义。而对GY1基因的鉴定和功能分析进一步揭示了，在水稻中乙烯和茉莉酸在调控中胚轴和胚芽鞘伸长中相互作用的机制。 通过图位克隆，鉴定GY1基因位于LOC_Os01g64730，其编码一个脂酶。蛋白序列分析发现GY1是一个磷脂酶A1家族蛋白并可能作用于茉莉酸生物合成的第一步。通过测定发现，gy1突变体中的磷脂酶A1的底物，磷脂酰胆碱、单半乳糖二酰基甘油和双半乳糖二酰基甘油发生积累，而茉莉酸的含量则下降。茉莉酸生物合成通路中的另外一个酶OsAOC发生突变时，其黄化苗同样表现出长中胚轴和胚芽鞘的表型。并进一步通过1μM茉莉酸甲酯恢复实验表明gy1突变体的长中胚轴和胚芽鞘的表型是茉莉酸缺失所致。 通过测定发现，水稻幼苗出土过程中茉莉酸的含量下降、乙烯释放量则上升。且由于gy1突变体的长中胚轴和长胚芽鞘的表型与MHZ7/OsEIN2过表达植株的表型相似，因此GY1介导的抑制中胚轴和胚芽鞘伸长的茉莉酸生物合成途径可能与乙烯信号转导有关联。实际上，当用乙烯处理时，GY1表达受到抑制，且茉莉酸的含量降低。GY1的启动子序列分析表明其包含三个EILs结合位点。烟草叶片瞬时表达系统分析显示，OsEIL2能够反式抑制GY1基因的启动子活性。而凝胶阻滞试验表明OsEIL2能够直接结合于GY1基因的启动子区域。最后通过遗传分析发现，GY1作用于乙烯信号通路的核心元件MHZ7/OsEIN2的下游，调控中胚轴和胚芽鞘的生长。 通过对包括3000份水稻材料的重测序数据中GY1基因的编码序列进行比较分析，发现在141份属于不同水稻亚组且起源于不同国家或地区的水稻品种中，在376 bp处具有和日本晴GY1基因编码区相比不同的SNP(G376T)。通过分析44份T型SNP水稻品种、8份G型SNP水稻品种，发现其中44份T型SNP水稻黄化苗的中胚轴较长，其中Kasalath(376T型)的黄化苗的中胚轴和胚芽鞘相对较长。互补分析表明，日本晴GY1的基因组序列转化Kasalath后能够部分互补Kasalath的长中胚轴和长胚芽鞘的表型。这些结果说明，GY1基因在水稻自然群体中的G376T自然变异能够引起中胚轴和胚芽鞘的伸长。 通过转录组分析，发现了一系列调控中胚轴生长的基因。而通过GO富集分析发现，与细胞壁相关的基因显著富集。在乙烯处理的日本晴、MHZ7/OsEIN2-OX植株、gy1突变体和Kasalath的胚芽鞘中，与日本晴相比OsEXPA2、OsEXPA4、OsEXPB4、OsEXPB6、OsEXPB11以及OsEXPLA1的表达显著增加，从而促进了胚芽鞘的细胞伸长。 综上所述，GY1介导的茉莉酸生物合成途径抑制中胚轴和胚芽鞘的伸长。乙烯信号转导途径则抑制茉莉酸合成基因的表达进而抑制茉莉酸的产生，通过促进细胞伸长促进水稻黄化苗中胚轴和胚芽鞘的伸长，并最终促进水稻幼苗破土而出。本研究揭示了中胚轴和胚芽鞘伸长的机制，以及乙烯和茉莉酸在水稻中相互作用的机制，并为水稻育种中提高水稻幼苗出土率提供了新的思路。