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  • ·常規信息  最近更新:2020年12月14日 21:29:00
    基因(座)名稱卷穗基因; 小粒密穗
    Frizzy panicle; BRANCHED FLORETLESS 1; small grain and dense panicle 7; ERF domain protein
    基因符號FZP; BFL1; SGDP7
    所在染色體7 (已克隆)

    FZP 基因位點具有阻止腋芽分生組織形成并建立花分生組織的作用。

    【突變體表型】

    fzp突變體,表現為稻穗的一二次枝梗發育正常,但在枝梗上不能分化形成小穗,而在原本形成小穗的地方不斷產生下一級枝梗(Komatsu et al. 2003)。

    【定位與克隆】

    FZP 在水稻中是一個單拷貝基因,位于7號染色體上,和玉米的BD1 基因高度同源,編碼一個318氨基酸組成的蛋白產物。FZP 具有ERF 轉錄激活因子的功能,決定了水稻小穗的發育(Komatsu et al. 2003)。

    fzp-10FZP位點上的突變體,該突變體有一些新的特征,如核苷酸位置變化和表型變化的嚴重程度。因此,它可作為一個新的基因資源來檢測FZP 的功能以及決定水稻的穗型(Kato et al. 2012)。

    BFL1編碼1個包含EREBP/AP2結構域的轉錄因子,與FZP可能同一位點。與已克隆的水稻類-BD1基因編碼的蛋白作用一致,BFL1在水稻穗發育過程中介導小穗分生組織向小花分生組織轉變。在突變體bfl1中,由于Ds插入使BFL1轉錄起始復合體不能形成,導致BFL1表達量比野生型顯著降低(Zhu et al. 2003)。

    【生物學功能】

    FZP是RFL/APO2的主要負調控因子,決定穗分枝向小穗形成的轉化,并通過調控OsMADS盒基因表達,決定花器官特性(Bai et al. 2016)。

    SGDP7FZP等位,能抑制腋生分生組織的形成。SGDP7突變是一個18bp的片段,名為CNV-18bp,插入FZP上游約5.3kb,導致川7號的串聯重復。CNV-18bp重復抑制了FZP表達,延長了穗分枝期,顯著增加了每穗穎花數,使千粒重略有下降,籽粒產量提高了15%以上。轉錄抑制因子OsBZR1與CNV-18bp中的CGTG基序結合,從而抑制FZP表達,表明CNV-18bp是FZP的上游沉默因子(Bai et al. 2017)。

    FZP突變導致籽粒變小,不育外稃退化。fzp-12籽粒小是由于穎殼中細胞的數量和大小減少造成。有趣的是,在fzp-12fzp-13突變體中,護穎經歷了同源異型轉化為副護穎,而護穎在FZP過表達植株中經歷了同源異型轉化為外稃,這表明FZP特地決定了護穎的特性(Ren et al. 2018)。

    【相關登錄號】
    contigs及其產物:AP004570BAC16657, AP014963BAT03139
    基因及產物ID號:AB568302BAJ09616, AB103120BAC79264, AY885980AAX83537, AY885981AAX83538, AY885982AAX83539, AY885983AAX83540, AY885984AAX83541, AY885985AAX83542, AY959332AAX62653
    cDNAs及其產物:AK105365BAG97213
    參考基因組位點:Os07g0669500(RAP-DB, Gramene←→ LOC_Os07g47330(本地MSU-RGAP←→ LOC4344233(NCBI)
    參考基因組產物:XM_015790902XP_015646388
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    ·ONTOLOGY及相關基因
    表型特征穗分枝(TO:0000050), 每穗粒數(TO:0002759), 千粒重(TO:0000592), 植物細胞大小(TO:0002684), 單株產量(TO:0000449)
    分子功能DNA轉錄因子活性(GO:0003700)
    生物進程細胞大小調控(GO:0008361), 穗發育(GO:0010229), 細胞分裂調控(GO:0051302), 基因表達調控(GO:0010468), 花器官特化(GO:0010093), 有絲分裂調控(GO:0007346), 腋生分生組織發生(GO:0090506), 花分生組織確定性(GO:0010582), 細胞增殖調控(GO:0042127), 種子發育調控(GO:0080050)
    形態構造生殖生長階段(GRO:0007140), 穗(PO:0009049)
    ·參考文獻
    1Song Song;Guanfeng Wang;Yong Hu;Haiyang Liu;Xufeng Bai;Rui Qin;Yongzhong Xing
      OsMFT1 increases spikelets per panicle and delays heading date in rice by suppressing Ehd1, FZP and SEPALLATA-like genes
      Journal of Experimental Botany, 2018, 69(18): 4283-4293
    2Deyong Ren;Jiang Hu;Qiankun Xu;Yuanjiang Cui;Yu Zhang;Tingting Zhou;Yuchun Rao;Dawei Xue;Dali Zeng;Guangheng Zhang;Zhenyu Gao;Li Zhu;Lan Shen;Guang Chen;Longbiao Guo;Qian Qian
      FZP determines grain size and sterile lemma fate in rice
      Journal of Experimental Botany, 2018, 69(20): 4853-4866
    3Xufeng Bai;Yong Huang;Yong Hu;Haiyang Liu;Bo Zhang;Cezary Smaczniak;Gang Hu;Zhongmin Han;Yongzhong Xing
      Duplication of an upstream silencer of FZP increases grain yield in rice
      Nature Plants, 2017, 3(11): 885-893
    4Xufeng Bai;Yong Huang;Donghai Mao;Mi Wen;Li Zhang;Yongzhong Xing
      Regulatory role of FZP in the determination of panicle branching and spikelet formation in rice
      Scientific Reports, 2016, 6: 19022
    5Tsuneo Kato;Akira Horibata
      A novel frameshift mutant allele, fzp-10, affecting the panicle architecture of rice
      Euphytica, 2012, 184(1): 65-72
    6GIHWAN YI;JUN-HO CHOI;EUNGI-GI JEONG;NAM-SOO CHON;KSHIROD K. JENA;YEON-CHUNG KU;DOH-HOON KIM;MOO-YOUNG EUN;JONG-SEONG JEON;MIN-HEE NAM
      Morphological and molecular characterization of a new frizzy panicle mutant, "fzp-9(t)", in rice (Oryza sativa L.)
      Hereditas, 2005, 142(2005): 92-97
    7Qian-Hao Zhu;Mohammad Shamsul Hoque;Elizabeth S Dennis;Narayana M Upadhyaya
      Ds tagging of BRANCHED FLORETLESS 1 (BFL1) that mediates the transition from spikelet to floret meristem in rice (Oryza sativa L)
      BMC Plant Biology, 2003, 3: 6
    8Mai Komatsu;Atsushi Chujo;Yasuo Nagato;Ko Shimamoto;Junko Kyozuka
      FRIZZY PANICLE is required to prevent the formation of axillary meristems and to establish floral meristem identity in rice spikelets
      Development, 2003, 130(16): 3841-3850
    中國水稻研究所
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