AtCPS V326M 突变显著影响赤霉素合成

遗传 Hereditas

10.16288/j.yczz.21-405

赤霉素(gibberellins, GA)是植物激素之一，调控植物生长和发育。植物体中赤霉素合成量直接影响植物的形态和生物量。在赤霉素合成途径中，柯巴基焦磷酸合酶基因(copalyl diphosphate synthase, CPS)是第一个合酶基因，该基因突变会严重影响赤霉素合成量。本研究通过对根和下胚轴缩短、晚花、丛生、矮化的拟南芥(Arabidopsis thaliana)突变体ga1-168 进行图位克隆，鉴定出AtCPS 的一个等位基因AtCPS-168。该等位基因的突变位点是AtCPS 基因的第2768 位核苷酸，鸟嘌呤(G)突变为腺嘌呤(A)，导致AtCPS 蛋白萜类合酶(Terpene_synth)结构域中的第326 位缬氨酸(V)突变成蛋氨酸(M)。通过等位分析确定AtCPS-168 是AtCPS 的等位基因。遗传互补实验显示AtCPS V326M 突变导致植物丛生、矮化等发育缺陷表型。赤霉素含量测定结果证明AtCPS V326M 突变导致赤霉素的合成量减少。外施赤霉素实验结果表明，外施赤霉素能恢复拟南芥突变体ga1-168 赤霉素合成量降低导致的植株丛生、矮化等发育缺陷表型。因此，本研究为通过定点突变赤霉素合成酶基因的特定位点改变赤霉素含量来塑造植物理想株高和株型提供理论指导。