OsMADS57参与氮素调控水稻分蘖的发生开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

一、研究意义

氮（n）是植物生长发育所必需大量营养元素，是植物生命活动所必需的核酸和蛋白质大分子物质重要组成成分，在植物整个生命周期中发挥重要作用，该元素供应不足严重影响植物生长并降低其产量（forde and lorenzo, 2001; lpez-bucio et al.,2003; xu et al., 2012）。分蘖决定水稻株型结构，直接影响影响作物产量。n素供应是制约水稻分蘖发生的重要因素，含量过低严重造成分蘖停止等现象。氮对水稻分蘖生长的影响来自于两个方面，一方面是，通过调节水稻体内的碳氮代谢，另一方面则是通过调控水稻内细胞分裂素的合成来影响分蘖（张亚丽等, 2004）。很多激素也参与到水稻分蘖发生的过程，如生长素、细胞分裂素和独脚金内酯（dun et al., 2012），生长素和独脚金内酯抑制分蘖芽的形成，细胞分裂素促进分蘖芽的生长（dun et al., 2009;leyser,2009; beveridge and kyozuka,2010）。

mads是一类规模庞大、分布广泛的基因家族,具有高度的保守型，在植物、动物和真菌等物种中都发现了该类基因的存在。在水稻中已经发现了约75个mads-box转录因子（arora et al., 2007），只有少数基因的功能已被鉴定。这些基因主要在参与调控花、胚和胚乳的发育（kang et al.,1997;chunget al., 1994;fornaraet al., 2004., hu et al., 2015; nayaret al., 2013;.zhang et al., 2010）。另外还有一些基因主要在营养器官表达，参与调控植物营养器官的发育（duan et al., 2006; guo et al., 2013; yu et al., 2014）。guo等（2013）发现，水稻转录因子osmads57能够与ostb1相互作用，调控下游d14的表达，从而调控水稻分蘖的发生。然而在氮水平较低的田里并没有发现这种现象。研究osmads57对分蘖的调控是否依赖于n水平，从而找到提高作物产量的方法。

2. 研究的基本内容和问题

一、 研究目标

本研究以osmads57转录因子为研究对象，针对氮调控水稻根系生长的的科学问题，旨在阐明osmads57转录因子参与硝酸盐调控水稻根系生长的调控网络，进一步揭示osmads57调控分蘖发生的机理。

二、研究内容

3. 研究的方法与方案

一、研究方法

（1）盆栽实验

盆栽实验设置3个n水平处理，分别设置七个重复。使用土样前晒土，并对土壤全氮进行测定，确保为n贫瘠土壤，将基肥、分蘖肥和穗肥根据一定比例施入。野生型和突变体发苗后两周，选取长势一致的幼苗移栽到桶中，每桶两株苗，突变体和野生型各一株。自移苗后，每周进行观察统计分蘖，当植株长至成熟期时统计株高、穗长、结实率各项生理指标并测定地上部和根系全氮浓度。

4. 研究创新点

在水稻中，证明转录因子OsMADS57对分蘖的调控与氮水平的关系。

5. 研究计划与进展

OsMADS57能够与OsTB1相互作用，调控下游D14的表达，从而调控水稻分蘖的发生。然而我们在氮水平较低的田里并没有发现这种现象，前期研究结果发现，OsMADS57对氮素营养的调控依赖于不同N水平，将进一步研究OsMADS57对分蘖的调控是否也依赖于N水平。