·常规信息
基因(座)名称长穗颈基因
elongated uppermost internode-1
基因符号EUI1; i-sd-1(t)
所在染色体5 (已克隆)
供体材料桂朝2号及其eui突变体

EUI1 控制水稻顶部第1节间的生长,该位点的隐性突变引起水稻顶部节间的异常伸长。

【表型特征】

eui1 控制的隐性高秆材料,如从“桂朝二号”诱变得到的"Mh-1",其表型特征是茎秆最上部节间异常伸长,长度近野生型的两倍,穗长也增加12%,而其余节间和性状几乎没有影响。Rutger等将这种隐性高秆性状看作杂交稻种子生产的第4遗传要素,在制种中此突变体可以作为父本通过风媒散播花粉对半矮秆的雄性不育植株授粉,以提高效率。

【基因的定位】

王仁晓等利用Mh-1与正常的T65-sd1杂交的F2群体对eui1 进行定位研究分析,发现其与水稻第5条染色体长臂STS标记E30531和CAPS标记C903连锁,遗传距离分别为6.7cM 2.8cM。经进一步发展新的分子标记,将该基因精细定位于标记AC8503和AC2510之间,距离分别为0.1cM 0.2cM

EUI 位于第5染色体长臂中部OSJNBb0095O15和OSJNB95J22两个重叠的BAC内大约30kb的区间(Luo et al., 2006; Ma et al., 2006)。

【基因的克隆】

EUI1 9804bp,包含2个外显子(465bp, 1466bp)和一个7874bp的内含子(Luo et al., 2006; Ma et al., 2006),EUI1 cDNA全长1931bp,包含1734bp 的ORF、110bp的5'-URT和87bp的3'-UTR,编码一个577 氨基酸组成的蛋白产物(Ma et al., 2006)。

【基因的生物学功能分析】

EUI1 编码细胞色素P450 单加氧酶CYP714D1,定位在内质网上,该酶保守的血红素结合域被认为和各种复合物的氧化降解有关。CYP714D1蛋白属于CYP72家族的CYP714亚家族(Luo et al., 2006; Ma et al., 2006; Zhu et al., 2006),与拟南芥的CYP735A1, CYP735A2 和小长春花的CYP72A1 有较高的相似性。

CYP714D1 催化非13-羟基化GAs(non-13-hydroxylated GAs)的16α,17-环氧化(16α,17-epoxidation),这种环氧化作用降低了水稻GA4的活性(Zhu et al., 2006)。

EUI1 过量表达,引起类似赤霉素缺失的表型和SLR1积累,说明EUI1 与GA信号过程中SLR1的消失和GA合成的反馈调控有关,在GA介导的细胞伸长中起负调控作用,而这种作用与EUI1 的表达量或活性有关,且可能是GA灭活作用的一种酶(Luo et al., 2006; Ma et al., 2006)。

实验表明,EUI 的缺失(eui 突变)降低了水稻对白叶枯病和稻瘟病的抗性,反之,EUI 过表达则增强了抗病性。这些结果暗示赤酶素对水稻的抗病性起负调控作用。在eui 突变体中,茉莉酸含量降低,这可能部分导致了其抗病性的下降(Yang et al., 2008)。

Eui RNAi植株不仅倒一节显著伸长,株高增加,同时根尖的淀粉粒发育存在缺陷,而过量表达Eui 的转基因植株株高显著降低,同时根中淀粉粒的形成增加,向重性反应增强,说明Eui不仅调节抽穗中倒一节间的GA含量而影响倒一节的节间伸长,还影响根和种子中GA含量从而调节根的淀粉粒发育以及向重性反应(Zhang et al., 2008)。

肖辉海等通过细胞学观察,发现长穗颈隐性高秆突变体双低培eS 的穗颈节间伸长是由幼穗分化后期细胞数增多和细胞长度增加双重作用引起的,其中以后者的作用更显著

【相关登录号】
cDNAs及其产物:AK109526
参考基因组位点:Os05g0482400(RAP-DB, Gramene←→ LOC_Os05g40384(本地MSU-RGAP
将本文分享到:
·遗传(物理)图谱
#图谱名称连锁群开始位置终止位置
1日本晴序列注释图谱(2008)52382557723835381
·ONTOLOGY及相关基因
表型特征株高(TO:0000207), 节间长度(TO:0000145), 穗长(TO:0000040), 穗伸出度(TO:0000165)
分子功能香豆酸3-羟基化酶活性(GO:0046409)
生物进程赤霉素生物合成(GO:0009686), 赤霉素信号传导(GO:0009740)
形态构造茎秆(PO:0009047), 生殖生长阶段(GRO:0007140), 拔节期(GRO:0007048), 穗(PO:0009049)
·参考文献
1肖辉海
  水稻长穗颈隐性高秆突变体穗颈节间的细胞学观察
  西北植物学报, 2008, 36(1): 131-136
2Yingying Zhang;Yongyou Zhu;Yu Peng;Dawei Yan;Qun Li;Jianjun Wang;Linyou Wang;Zuhua He
  Gibberellin homeostasis and plant height control by EUI and a role for gibberellin in root gravity responses in rice
  Cell Research, 2008, 18(3): 412-421
3Dong-Lei Yang;Qun Li;Yi-Wen Deng;Yong-Gen Lou;Mu-Yang Wang;Guo-Xing Zhou;Ying-Ying Zhang;Zu-Hua He
  Altered Disease Development in the eui Mutants and Eui Overexpressors Indicates that Gibberellins Negatively Regulate Rice Basal Disease Resistance
  Molecular Plant, 2008, 1(3): 528-537
4Ma Hongli;Zhang Shubiao;Ji Lan;Zhu Hongbo;Yang Shulan;Fang Xuanjun;Yang Rencui
  Fine Mapping and in silico Isolation of the EUI1 Gene Controlling Upper Internode Elongation in Rice
  Plant Molecular Biology, 2006, 60(1): 87-94
5Anding Luo;Qian Qian;Hengfu Yin;Xiaoqiang Liu;Changxi Yin;Ying Lan;Jiuyou Tang;Zuoshun Tang;Shouyun Cao;Xiujie Wang;Kai Xia;Xiangdong Fu;Da Luo;and Chengcai Chu
  EUI1, Encoding a Putative Cytochrome P450 Monooxygenase, Regulates the Internodes Elongation by Modulating GA Responses in Rice
  Plant and Cell Physiology, 2006, 47(2): 181-191
6Yongyou Zhu;Takahito Nomura;Yonghan Xu;Yingying Zhang;Yu Peng;Bizeng Mao;Atsushi Hanada;Haicheng Zhou;Renxiao Wang;Peijin Li;Xudong Zhu;Lewis N. Mander;Yuji Kamiya;Shinjiro Yamaguchi;Zuhua He
  ELONGATED UPPERMOST INTERNODE Encodes a Cytochrome P450 Monooxygenase That Epoxidizes Gibberellins in a Novel Deactivation Reaction in Rice
  The Plant Cell, 2006, 18(2): 442-456
7王仁晓; 李培金; 陈红旗; 闵绍楷; 李家洋; 朱旭东
  水稻顶节间长度控制基因(EUI)的精细定位
  遗传学报, 2005, 32(9): 955-959
8Y.-H. Xu;Y.-Y. Zhu;H.-C. Zhou;Q. Li;Z.-X. Sun;Y.-G. Liu;H.-X. Lin and Z.-H. He
  Identification of a 98-kb DNA segment containing the rice Eui gene controlling uppermost internode elongation, and construction of a TAC transgene sublibrary
  Molecular Genetics and Genomics, 2004, 272(2): 149-155
9朱旭东; 张晓惠; 钱前; 严学强; 阅绍楷; 熊振民
  高秆突变体Mh-1的株高遗传研究
  遗传学报, 2000, 27(4): 311-316
10吴世弼; 张琦华
  水稻诱变获得隐性高秆基因
  福建省农科院学报, 1988, 3(1): 41-45
11J. N. Rutger and H. L. Carnahan
  A Fourth Genetic Element to Facilitate Hybrid Cereal Production—A Recessive Tall in Rice
  Crop Science, 1981, 21(3): 373-376
中国农业科学院作物科学研究所 | 中国水稻研究所
Copyright © 2008 CNRRI. All rights reserved. 中国水稻研究所科技信息中心 版权所有