水稻抽穗期QTLDTH2的图位克隆和功能分析#吴玮勋1，江玲1，钟铮铮2，陆广文1，万建民1**51015202530（1.南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室，南京210095；2.中国农业科学院作物科学研究所，北京100081）摘要：开花时间（作物中指抽穗期）是决定生长季节和植物适应特定自然环境的地区适应性的重要生态性状。水稻是起源于热带地区的短日作物。本文鉴定了一个在长日照条件下促进抽穗的微效数量性状位点DTH2，并对其进行了分子克隆。互补和RNA干扰实验证实DTH2编码一个CONSTANS-like蛋白。DTH2蛋白定位在细胞核内并具有转录自激活活性，并且DTH2的表达受节律钟调控。我们发现通过诱导成花素基因HeadingDate3a(Hd3a)和RICEFLOWERINGLOCUST1(RFT1)来促进抽穗，并且独立于已知的开花集成子Headingdate1(Hd1)和Earlyheadingdate1(Ehd1)，体现了微效QTLs在作物育种中起重要作用。关键词：水稻；DTH2克隆；抽穗期；功能分析：S511.S330.2+5Map-basedcloningandfunctionanalysisofQTLDTH2forheadingdateinrice(OryzasativaL.)WUWeixun1,激ANGling1,ZHONGZhengzheng2,LUGuangwen1,WAN激anmin1(1.StateLabofCropGeneticsandGermplasmEhancement,Nan激ngAgriculturalUniversity,Nan激ng210095;2.CroScienceInstitute,CAAS,Bei激ng100081)Abstract:Floweringtime(headingdateincrops)isanimportantecologicaltraitthatdeterminesgrowingseasonsandregionaladaptabilityofplantstospecificnaturalenvironments.Rice(OryzasativaL.)isashort-dayplantthatoriginatedinthetropics.WereportherethemolecularcloningandcharacterizationofDTH2,aminor-effectquantitativetraitlocus(QTL)thatpromotesheadingunderlong-dayconditions(LDs)plementarytestandRNAinterferenceassayconfirmedthatDTH2encodesaCONSTANS(CO)-likeprotein.DTH2proteinistargetedtothenucleusandhastranscriptionalactivationactivityandDTH2expressionisregulatedbythecircadianclock.WeshowthatDTH2promotesheadingbyinducingtheflorigengenesHeadingDate3a(Hd3a)andRICEFLOWERINGLOCUST1(RFT1),anditactsindependentlyoftheknownfloralintegratorsHeadingdate1(Hd1)andEarlyheadingdate1(Ehd1),demonstratinganimportantroleofminor-effectQTLsincropadaptationandbreeding.Keywords:Rice;DTH2cloning;Headingdate;Functionanalysis350引言成功的现代农业依赖于作物更好地适应于当地的环境和栽培范围的扩张，主要取决于合适的开花时间（在水稻中开花时间指抽穗）[1]。光周期敏感性使营养生长和生殖生长适应当地的气候被认为是使作物适应特异的生态条件和环境变异从而决定开花时间的最重要的因40子[1,2]。在合适的生长条件下，延迟抽穗使作物拥有更长的营养生长期，从而促进更多资源的积累和分配至种子生产，然而短的或不可预知的生长季节则对生育期短的物种有利[3]。资源分配和压力避免之间的权衡对于作物的产量和质量是特别重要的[3]。利用拟南芥（长日照植物）和水稻（短日照植物），开花时间的分子机制已经进行了深基金项目：教育部博士点基金（20090097110011）作者简介：吴玮勋，（1985-），男，博士研究生，水稻分子遗传学。通信联系人：万建民，（1960-），男，教授，水稻遗传育种。E-mail:wanjm@njau.edu-1-入的研究。在对拟南芥的开花相关研究发现有四种主要途径参与开花调控，分别是光周期途4550556065707580径，春化途径，自主开花途径和赤霉素途径[4]，其中最重要的是光周期途径。在拟南芥中，GIGANTEA(GI)–CONSTANS(CO)–FLOWERINGLOCUST(FT)是一条主要的长日照促进开花通路[5-10]，这些基因在水稻中分别有相应的同源基因，组成水稻中的促进开花的通路为OsGI–Hd1–Hd3a[11-15]。与拟南芥不同，该通路在水稻中仅在短日照下促进开花，因为在长日照条件下，Hd1抑制Hd3a的表达，导致开花延迟[14]。目前的研究表明水稻的抽穗由Hd3a（水稻短日照下的主要成花素）和RFT1（Hd3a的同源基因，水稻长日照下的主要成花素）促进[16,17]。在这些成花素基因的上游基因中，Hd1和Ehd1作为两个主要的开花信号集成者，...