·常规信息
基因(座)名称矮秆基因;G蛋白a亚基
daikoku dwarf; dwarf-1; G protein alpha subunit
基因符号D1; RGA1; d-1
所在染色体5 (已克隆)
供体材料A23

RGA1(D38232, Ishikawa et al. 1995), d-1(AB026176/AB026177/AB026178/AB026179/AB026180, Fujisawa et al. 1999), D1(AB028602/AB028603, Ashikari et al. 1999), 位于同一基因位点...

【突变体表型】

D1 控制水稻的株高,该位点的隐性突变导致水稻的矮化,并伴有其它性状,如:茎秆增粗;叶片短且宽,叶色暗绿;穗形直立,着粒紧密,谷粒小而圆;节间密集,有时第二节间不伸长。d1 矮秆突变体对外源赤霉素刺激不敏感,即外源赤霉素不能诱导其株高恢复正常。造成d1 突变体矮秆的原因是节间的细胞分裂受到抑制。

RGA1突变体d1对干旱胁迫的敏感性降低,干旱处理14天后,d1叶片仍为暗绿色且直立,而野生型叶片黄化并萎蔫。d1表现出更高的气孔导度和对光合作用更低的气孔限制,但是蒸腾水分散失与野生型相似,这可以通过野生型叶片温度更高来解释(Ferrero-Serrano et al. 2016)。

【定位与克隆】

野生型水稻D1 位点编码GTP 结合蛋白(G蛋白)的α 亚基,而在d1 突变体HO541 中,该位点上有833bp的缺失,从而造成G蛋白失活。研究同时发现,d1 突变体在转入G 蛋白基因后能恢复其株高至正常。由于d1 对外源GA 不敏感,据此推论G蛋白可能与GA信号传导相关。

【生物学功能】

正常水稻植株在转入异三聚体G蛋白α亚基的反义cDNA后,因内源性α亚基mRNA受抑制,表现出类似d1 的表型。此外,还发现造成d1 矮秆的原因是节间细胞分裂减少,而不是细胞长度缩短(Fujisawa et al. 1999)。

水稻中存在2条GA信号通路,一条依赖G蛋白,一条不依赖G蛋白,而d1 影响的是依赖G蛋白的GA信号传导。依赖G蛋白的途径对低浓度GA敏感,与细胞分裂的数目、节间伸长和糊粉层依赖GA诱导的α-淀粉酶有关;而不依赖G蛋白的途径则对高浓度GA敏感,主要控制叶鞘伸长(Ueguchi-Tanaka et al. 2000)。

Wang等的研究表明d1降低了对24-表油菜素内酯的敏感性,与油菜素内酯(BR)的信号传导也有关系。

RGA1调控水稻矮化突变体d1营养阶段的耐旱性(Ferrero-Serrano et al. 2016)。

【相关登录号】
contigs及其产物:AP014961BAS93442
基因及产物ID号:AB028602, AB028603
cDNAs及其产物:D38232BAA07405, AB026176, AB026177, AB026178, AB026179, AB026180
参考基因组位点:Os05g0333200(RAP-DB, Gramene←→ LOC_Os05g26890(本地MSU-RGAP
参考基因组产物:XM_015783697XP_015639183, XM_015783698XP_015639184
uniprot库登录号:Q0DJ33, A0A0P0WKZ0
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·ONTOLOGY及相关基因
表型特征气孔导度(TO:0000522), 叶片色(TO:0000299), 节间长度(TO:0000145), 穗形(TO:0000262), 叶宽(TO:0000370), 叶长(TO:0000135), 红光敏感性(TO:0000158), 赤霉素(GA)敏感性(TO:0000166), 耐旱性(TO:0000276)
分子功能G蛋白(GO:0005834), GTP酶活性(GO:0003924)
生物进程细胞分裂的正向调节(GO:0051781), 赤霉素应答(GO:0009739), 依赖G蛋白的赤霉素信号传导(GO:0042388), G蛋白耦联受体信号传导途径(GO:0007186), 细胞周期(GO:0007049), 细胞增殖调控(GO:0042127)
形态构造茎秆(PO:0009047), 营养生长阶段(GRO:0007139), 生殖生长阶段(GRO:0007140), 穗(PO:0009049), 种子(PO:0009010), 叶片(PO:0020039), 茎节间(PO:0020142)
·参考文献
1ángel Ferrero-Serrano;Sarah M. Assmann
  The α-subunit of the rice heterotrimeric G protein, RGA1, regulates drought tolerance during the vegetative phase in the dwarf rice mutant d1
  Journal of Experimental Botany, 2016, 67(11): 3433-3443
2Yuki Izawa;Yoshiyuki Takayanagi;Noriko Inaba;Yuki Abe;Miho Minami;Yukiko Fujisawa;Hisaharu Kato;Shizuka Ohki;Hidemi Kitano;Yukimoto Iwasaki
  Function and Expression Pattern of the α Subunit of the Heterotrimeric G Protein in Rice
  Plant and Cell Physiology, 2010, 51(2): 271-281
3Kotaro Miura;Masakazu Agetsuma;Hidemi Kitano;Atsushi Yoshimura;Makoto Matsuoka;Steven E. Jacobsen;Motoyuki Ashikari
  A metastable DWARF1 epigenetic mutant affecting plant stature in rice
  Proceedings of the National Academy of Sciences, 2009, 106(27): 11218-11223
4Lei Wang;Yun-Yuan Xu;Qi-Bin Ma;Dan Li;Zhi-Hong Xu;Kang Chong
  Heterotrimeric G protein α subunit is involved in rice brassinosteroid response
  Cell Research, 2006, 16(12): 916-922
5Miyako Ueguchi-Tanaka;Yukiko Fujisawa;Masatomo Kobayashi;Motoyuki Ashikari;Yukimoto Iwasaki;Hidemi Kitano;Makoto Matsuoka
  Rice dwarf mutant d1, which is defective in the α subunit of the heterotrimeric G protein, affects gibberellin signal transduction
  Proceedings of the National Academy of Sciences, 2000, 97(21): 11638-11643
6Motoyuki Ashikari;Jianzhong Wu;Masahiro Yano;Takuji Sasaki;Atsushi Yoshimura
  Rice gibberellin-insensitive dwarf mutant gene Dwarf 1 encodes the α-subunit of GTP-binding protein
  Proceedings of the National Academy of Sciences, 1999, 96(18): 10284-10289
7Yukiko Fujisawa;Teruhisa Kato;Shizuka Ohki;Atsushi Ishikawa;Hidemi Kitano;Takuji Sasaki;Tadashi Asahi;and Yukimoto Iwasaki
  Suppression of the heterotrimeric G protein causes abnormal morphology, including dwarfism, in rice
  Proceedings of the National Academy of Sciences, 1999, 96(13): 7575-7580
8Atsushi Ishikawa;Hitoshi Tsubouchi;Yukimoto Iwasaki;Tadashi Asahi
  Molecular Cloning and Characterization of a cDNA for the α Subunit of a G Protein from Rice
  Plant and Cell Physiology, 1995, 36(2): 353-359
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