·常规信息
基因(座)名称TCP转录因子; 水稻分蘖调控基因
rice TEOSINTE BRANCHED 1; TCP family transcription factor
基因符号OsTB1; FC1
所在染色体3 (已克隆)

OsTB1(LOC_Os03g49880, Yao et al. 2007; AB088343, Takeda et al. 2003), FC1(Minakuchi et al. 2010), 位于同一基因位点...

OsTB1/FC1,是一个作用于独角金内酯(Strigolactones, SLs)下游的基因,编码TCP家族的一个转录因子,抑制水稻侧芽的伸出,负调节水稻分蘖数。

【表型特征】

过量表达OsTB1 的转基因水稻分蘖数显著减少,幼苗比野生型粗壮;而OsTB1 功能丧失型突变体fc1 分蘖数显著增加(Takeda et al., 2003)。

【基因克隆与生物学功能分析】

OsTB1 cDNA 全长1935bp,仅含有1 个外显子,编码一个由388 氨基酸组成的蛋白产物,产物含有TCP 结构域、SP 结构域和R 结构域。fc1 突变体中OsTB1 基因的开放阅读框中第327 个碱基C 缺失,导致移码突变,提前形成终止密码子(Takeda et al., 2003)。fc1-2:组织培养引发的缺失突变,包含一个26bp和一个1bp碱基的缺失,缺失区编码蛋白位于TCP域(Minakuchi et al., 2010)。

OsTB1 与玉米的TB1 基因同源,两者编码的转录因子都含有一个碱性螺旋-环-螺旋类型的DNA 结合结构域,叫TCP 结构域。 OsTB1 在水稻的整个腋芽中都表达,通过控制腋芽的生长影响水稻的分蘖数,过量表达OsTB1 的转基因水稻由于腋芽形成受到影响导致分蘖数显著减少,而OsTB1 功能丧失型突变体fc1 分蘖数显著增加。OsTB1 是水稻侧向分枝的负调节因子,调节侧芽的生长,但不影响顶端分生组织的发育(Takeda et al., 2003)。

新近,通过对豌豆、拟南芥和水稻多分枝突变体的研究,揭示独角金内酯作为一种新发现植物激素,能够抑制侧生分支的发生。而为了回答SLs是如何控制侧芽的生长,就需要发现并鉴定SLs下游的基因。日本学者研究发现,当外施1μM GR24(人工合成SL类似物)并不能恢复水稻多分蘖突变体fine culm1fc1)的表型;用10μM GR24处理时,可以使野生型植株分蘖发生受到抑制,但对fc1 突变体并没有明显的作用,暗示FC1 位于SLs下游是其抑制侧芽生长所必需。在d3-2 突变体(亦为SL不敏感突变体)中过表达FC1d3-2 的株高和分蘖可以部分恢复成野生型表型。原位杂交结果表明,FC1 mRNA 主要富集在侧芽、茎顶端生长点、幼叶、维管组织和冠状根尖。FC1 的表达丰度并不受GR24处理发生显著影响,说明SLs 可能并不是在表达水平上影响FC1 的功能,另外,FC1 的表达虽基本不受IAA影响但受细胞分裂素BAP负调节。因此,FC1 对于水稻侧枝的发生有着重要的作用,是多条信号调节通路的一个节点(Minakuchi et al., 2010)。

OsTB1能与OsMADS57互作,削弱OsMADS57对D14的转录抑制作用,和OsMADS57一起,通过调控下游靶标D14来控制水稻分蘖(Guo et al. 2013)。

【相关登录号】
contigs及其产物:AC091775AAM97162, DP000009ABF98462, AP008209BAF12942
基因及产物ID号:AB088343BAC54954
cDNAs及其产物:AK107083BAG97939
参考基因组位点:Os03g0706500(RAP-DB, Gramene←→ LOC_Os03g49880(本地MSU-RGAP
参考基因组产物:NM_001057563NP_001051028
uniprot库登录号:Q8LN68
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·ONTOLOGY及相关基因
表型特征分蘖数(TO:0000346)
分子功能转录因子(GO:0003700)
生物进程独角金内酯介导的信号途径(GO:X010476), 分蘖形成调控(GO:2000032)
·参考文献
1Siyi Guo;Yunyuan Xu;Huanhuan Liu;Zhiwei Mao;Cui Zhang;Yan Ma;Qirui Zhang;Zheng Meng;Kang Chong
  The interaction between OsMADS57 and OsTB1 modulates rice tillering via DWARF14
  Nature Communications, 2013, 4(3): 1566
2Kuaifei Xia;Ren Wang;Xiaojin Ou;Zhongming Fang;Changen Tian;Jun Duan;Yaqin Wang;Mingyong Zhang
  OsTIR1 and OsAFB2 Downregulation via OsmiR393 Overexpression Leads to More Tillers, Early Flowering and Less Tolerance to Salt and Drought in Rice
  PLoS ONE, 2012, 7(1): e30039
3Kosuke Minakuchi;Hiromu Kameoka;Naoko Yasuno;Mikihisa Umehara;Le Luo1;Kaoru Kobayashi;Atsushi Hanada;Kotomi Ueno;Tadao Asami;Shinjiro Yamaguchi;Junko Kyozuka
  FINE CULM1 (FC1) Works Downstream of Strigolactones to Inhibit the Outgrowth of Axillary Buds in Rice
  Plant and Cell Physiology, 2010, 51(7): 1127-1135
4Xuan Yao;Hong Ma;Jian Wang;Dabing Zhang
  Genome-Wide Comparative Analysis and Expression Pattern of TCP Gene Families in Arabidopsis thaliana and Oryza sativa
  Journal of Integrative Plant Biology, 2007, 49(6): 885-897
5Taito Takeda;Yuko Suwa;Makoto Suzuki;Hidemi Kitano;Miyako Ueguchi-Tanaka;Motoyuki Ashikari;Makoto Matsuoka;Chiharu Ueguchi
  The OsTB1 gene negatively regulates lateral branching in rice
  The Plant Journal, 2003, 33(3): 513-520
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