·常规信息
基因(座)名称矮秆; 细胞色素P450;小粒; 簇生穗
dwarf 11; cytochrome P450; small grain 4; clustered spikelets 4
基因符号d11; CYP724B1; CPB1; sg4; cl4
所在染色体4 (已克隆)

D11/CYP724B1(LOC_Os04g39430, Wu et al. 2016)...

D11,与水稻的油菜素内酯生物合成有关,它的隐性突变导致油菜素内酯生物合成受阻,植株矮化。

【突变体表型】

d11成熟后其典型的表型是:植株矮化,上部第2节间基本不伸长;叶角明显减小,叶片直立;穗颈比野生型长;谷粒小而圆;黑暗中突变体中胚轴不伸长,表明暗形态建成有缺陷。d11的表型通过外源的BRs处理可恢复。

过表达BR合成基因D11引起发育的花药和种子中糖积累量增加以及籽粒产量提高,如粒长、粒宽增加,千粒重和小穗数目也有一定增加;相反,与对照相比,将D11的表达敲减,会引起花粉成熟缺陷、种子大小和重量降低以及淀粉积累量减少(Zhu et al. 2015)。

【定位与克隆】

d11定位于水稻第4染色体上RFLP标记G7008与L353之间。

D11 cDNA全长2031bp,包含有9个外显子,编码480个氨基酸。d11-1中第2外显子1个碱基C缺失,d11-2中第7外显子1个碱基G插入,d11-4中第3内含子最后一个碱基G→T,导致剪接错误,这三者均产生移码突变,不能产生成熟的蛋白质,d11-3是外显子4的单碱基替换ACC→ATC,苏氨酸→异亮氨酸导致功能丧失,矮化等症状相对较轻。

【生物学功能】

D11的编码产物是BR生物合成过程中的一种关键酶,该酶属于细胞色素P450家族,命名为CYP724B1,可能对6-脱氧香蒲甾醇(6-DeoxoTY)和香蒲甾醇(TY)的合成起催化作用。

DWARF11的新等位基因CPB1调控水稻穗型和种子大小(Wu et al. 2016)。

【相关登录号】
contigs及其产物:AP008210BAF14961, CM000141EEE61161
cDNAs及其产物:AB158759BAD27424, AK106528BAG97751, AK119772BAG99780, AK101419
参考基因组位点:Os04g0469800(RAP-DB, Gramene←→ LOC_Os04g39430(本地MSU-RGAP←→ LOC4336116(NCBI)
参考基因组产物:XM_015779932XP_015635418
uniprot库登录号:Q6F4F5, Q0JCH6
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·ONTOLOGY及相关基因
表型特征株高(TO:0000207), 种子大小(TO:0000391), 籽粒产量(TO:0000396), 叶角度(TO:0000206), 穗型(TO:0000089), 油菜素内酯敏感性(TO:0002677), 每穗粒数(TO:0002759), 粒宽(TO:0000402), 粒长(TO:0000734), 淀粉含量(TO:0000696), 千粒重(TO:0000592)
分子功能香豆酸3-羟基化酶活性(GO:0046409)
生物进程地上部发育(GO:0048367), 油菜素内酯应答(GO:0009741), 油菜素内酯合成(GO:0016132), 暗形态建成(GO:0009647)
形态构造茎秆(PO:0009047)
·参考文献
1Yongzhen Wu;Yongcai Fu;Shuangshuang Zhao;Ping Gu;Zuofeng Zhu;Chuanqing Sun;Lubin Tan
  CLUSTERED PRIMARY BRANCH 1, a new allele of DWARF11, controls panicle architecture and seed size in rice
  Plant Biotechnology Journal, 2016, 14(1): 377-386
2Xiaolei Zhu;Wanqi Liang;Xiao Cui;Mingjiao Chen;Changsong Yin;Zhijing Luo;Jiaying Zhu;William J. Lucas;Zhiyong Wang;Dabing Zhang
  Brassinosteroids promote development of rice pollen grains and seeds by triggering expression of Carbon Starved Anther, a MYB domain protein
  The Plant Journal, 2015, 82(4): 570-581
3Zhenyuan Shi;Yuchun Rao;Jie Xu;Shikai Hu;Yunxia Fang;Haiping Yu;Jiangjie Pan;Ruifang Liu;Deyong Ren;Xiaohu Wang;Yangzhou Zhu;Li Zhu;Guojun Dong;Guangheng Zhang;Dali Zeng;Longbiao Guo;Jiang Hu;Qian Qian
  Characterization and cloning of SMALL GRAIN 4, a novel DWARF11 allele that affects brassinosteroid biosynthesis in rice
  Science Bulletin, 2015, 60(10): 905-915
4Min Guo;Yi-Hao Yang;Min Liu;Qing-Cai Meng;Xiu-Hong Zeng;Ling-Xia Dong;Shu-Zhu Tang;Ming-Hong Gu;Chang-Jie Yan
  Clustered spikelets 4, encoding a putative cytochrome P450 protein CYP724B1, is essential for rice panicle development
  Chinese Science Bulletin, 2014, 59(31): 4050-4059
5Sumiyo Tanabe;Motoyuki Ashikari;Shozo Fujioka;Suguru Takatsuto;Shigeo Yoshida;Masahiro Yano;Atsushi Yoshimura;Hidemi Kitano;Makoto Matsuoka;Yukiko Fujisawa;Hisaharu Kato;Yukimoto Iwasaki
  A Novel Cytochrome P450 Is Implicated in Brassinosteroid Biosynthesis via the Characterization of a Rice Dwarf Mutant, dwarf11, with Reduced Seed Length
  The Plant Cell, 2005, 17(3): 776-790
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