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.2019年5月25日；20(10):2567.
doi:10.3390/ijms20102567。

水稻中的突变OsCHR4号机组编码CHD3家族染色质重塑器的基因诱导叶片狭窄和卷曲，表皮蜡增加

郭婷婷 1, 王道峰 2, 晶晶芳 三, 赵金凤 4, 寿江苑 5, 萧浪涛 6, 李学勇 7
附属公司

水稻中的突变OsCHR4号机组编码CHD3家族染色质重塑器的基因诱导叶片狭窄和卷曲，表皮蜡增加

郭婷婷等。 国际分子科学杂志. .

摘要

叶片宽度、弯曲度和表皮蜡质是水稻的重要农艺性状。这里，我们报告大米Oschr4-5型突变体具有多效性表型，包括叶片狭窄和卷曲，增加角质层蜡沉积，降低植株高度和分蘖数。叶宽减少是由于纵脉数量减少和生长素含量增加所致。角质层蜡含量在Oschr4-5型突变体，导致失水率降低，耐旱性增强。分子特征表明，单碱基缺失导致OsCHR4（CHD3（色域解旋酶DNA-结合）家族染色质重塑器的第二个色域发生移码突变Oschr4-5型突变体。七种蜡生物合成基因的表达(GL1-4型,WSL4（WSL4）,OsCER7,拉丁美洲和加勒比海地区2,拉丁美洲和加勒比海地区7,ROC4和BDG公司)和四个生长素生物合成基因(YUC2公司,YUC3公司,YUC5公司和YUC6公司)在Oschr4-5型突变体。染色质免疫沉淀分析显示，转录活性组蛋白修饰H3K4me3增加，而抑制性H3K27me3在表达上调的基因中减少Oschr4-5型突变体。因此，奥斯CHR4通过表观遗传调控生长素和蜡质生物合成基因的表达，调控叶片形态发生和角质层蜡质形成。

关键词：OsCHR4；生长素；染色质重塑因子；表皮蜡；耐旱性；表观遗传调控；组蛋白修饰；叶宽；窄叶；大米。

PubMed免责声明

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

数字

图1
图1
的表型特征Oschr4-5型突变体。(A类)野生型（WT）和Oschr4-5型苗期突变体植株。棒材=1cm(B类)野生型和振荡4-5苗期突变体。棒材=0.5 cm(C类)野生型和Oschr4-5型成熟期的突变体植株。钢筋=15 cm(天)野生型和野生型叶片长度的比较Oschr4-5型成熟期突变体。棒材=5 cm(E类)野生型和Oschr4-5型突变体。钢筋=0.25 cm(F类)野生型和野生型叶片宽度的比较Oschr4-5型成熟期的突变体。棒材=0.5 cm(G公司)野生型和野生型种子的表型Oschr4-5型突变体。棒材=1cm。
图2
图2
这个Oschr4-5型突变体影响叶片宽度。(A类–天)野生型和野生型叶脉的形态Oschr4-5型突变体。红色条表示大纹理。棒材=0.2厘米(A类,B类)，0.2毫米(C类,天). (E类,F类)野生型和野生型叶片的远轴表皮细胞Oschr4-5型突变体。棒材=50μm。带有气孔的柱用黑色箭头表示。Sv：小静脉；吕：大静脉。(G公司–K（K）)大静脉的比较(G公司)，小静脉(H（H）)，单元格列(我)，单元格宽度(J型)和气孔密度(K（K）)野生型和野生型叶片下表皮及吲哚乙酸（IAA）含量的比较Oschr4-5型突变体(L（左）). 数据为平均值±标准误差，n个= 15 (G公司–J型), 5 (K（K）), 3 (L（左）). 通过学生t检验检验数据的显著性**第页< 0.01.
图3
图3
更多的角质蜡沉积在Oschr4-5型突变体。(A类–C类)正面叶片表面的扫描电子显微镜（SEM）图像(A类,B类)和表皮蜡成分和负荷(C类)来自野生型和Oschr4-5型突变体。棒材=2μm。数据为平均值±标准误差(n个= 3). 数据的重要性由学生的t吨测试*第页< 0.05, **第页<0.01。(天,E类)蒸腾速率(天)和叶绿素浸出率(E类)野生型叶片和Oschr4-5型突变体。数据为平均值±标准误差(n个= 3). 数据的重要性由学生的t吨测试**第页< 0.01.
图4
图4
干旱胁迫响应Oschr4-5型突变体。(A类–C类)4种周龄植物0天干旱试验(A类)，5天(B类)，复水后7天幼苗恢复(C类). (天)野生型和Oschr4-5型中的突变(C类). 数据为平均值±标准误差(n个= 3). 数据的重要性由学生的t吨测试**第页<0.01。(E类)野生型与野生型离体叶片失水率的比较Oschr4-5型突变体。数据为平均值±标准误差(n个= 3).
图5
图5
基因突变位点的分子特征OsCHR4号机组基因。(A类)基因在7号染色体上的精细定位。突变基因定位在由两个indel标记ha5和ha6限定的50kb区域内。(B类)精细映射间隔内的预测开放读取帧（ORF）。绿色，具有已知生化功能的ORF；黄色，编码假想蛋白的ORF；黑色，ORF编码转座子。(C类)的基因结构OsCHR4号机组.基因突变位点Oschr4-5型,Oschr4-6型和奥氏4-7突变体显示为黑色箭头。蓝色盒子，外显子；白盒，UTR；黑线，内含子。(天)OsCHR4的蛋白质结构。每个域用不同的颜色框表示。红色，PHD域；黄色，色域；绿色，SNF2相关解旋酶/ATPase结构域；蓝色，螺旋C结构域；紫色，DNA-结合域。
图6
图6
OsCHR4号机组调节蜡生物合成相关基因的表达。(A类)定量实时聚合酶链反应（qRT-PCR）分析30日龄WT和WT植株中19个蜡基因Oschr4-5型数据为平均值±标准误差(n个= 3). 数据的重要性由学生的t吨测试*第页< 0.05, **第页<0.01。(B类,C类)H3K4me3的ChIP-qPCR分析(B类)和H3K27me3(C类)7个上调蜡质基因的表达水平Oschr4-5型相对于WT。数据为平均值±标准误差(n个= 3). 数据的重要性由学生的t吨测试*第页< 0.05, **第页< 0.01.
图7
图7
IAA生物合成相关基因在WT和WT中的表达和组蛋白修饰Oschr4-5型. (A类)qRT-PCR分析表明，13个IAA生物合成基因中，有4个在3天龄的Oschr4-5型相对于WT。数据为平均值±标准误差(n个= 3). 数据的重要性由学生的t吨测试**第页< 0.01, ***第页< 0.001. (B类,C类)ChIP-qPCR分析显示H3K4me3的变异(B类)和H3K27me3(C类)4个上调的IAA基因在Oschr4-5型与WT相比。数据为平均值±标准误差(n个= 3). 数据的重要性由学生的t吨测试*第页< 0.05,***第页< 0.001.
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