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卵形家族蛋白（Ovate Family Proteins,OFP）是植物中特有的转录因子家族,在调节植物生长发育中起重要作用。水稻基因组编码33个OFP蛋白（OsOFP）,已报道OsOFP1、OsOFP2、OsOFP3、OsOFP8和OsOFP19调节BR信号传导,调控水稻株型和粒型的发育。研究表明,拟南芥OFP（At OFP）属于转录抑制因子,赤霉素（gibberellin acid,GA）合成酶基因GA20ox1是At OFP1的一个靶基因。本研究明确了OsOFP22通过抑制GA和BR信号传导,调节水稻形态发育的功能;证实了OsOFP22具有转录抑制活性并与控制粒型的重要转录因子GS9互作;发现了一个细胞色素P450单加氧酶（cytochrome P450 monooxygenase,CYP450）编码基因CYP72A20很可能作为OsOFP22的一个靶基因调节水稻生长发育。我们的研究结果为深入理解OsOFP家族调节水稻生长发育的机制提供线索,为进一步研究OsOFP22调节GA和BR交互作用的机制奠定基础,发现了一个参与调节株高和粒型的CYP450超家族新成员,为水稻分子设计育种提供新的靶点。主要研究结果如下:1.OsOFP22的单倍型及表达模式分析生物信息学分析结果显示,OsOFP22蛋白N端含有DNA结合结构域,C端含有OVATE保守结构域,OsOFP22的启动子区含有激素响应及种子发育相关的顺式作用元件。单倍型分析结果显示,OsOFP22具有7个不同的单倍型,不同单倍型间存在籼粳分离现象。不同组织和器官的GUS染色结果表明OsOFP22的表达具有组织特异性,主要在胚芽鞘,幼根、穗、茎节、叶鞘中表达,而在叶片中表达量较少。此外,外源GA或BR处理明显诱导OsOFP22基因的表达。2.OsOFP22-OE、OsOFP22-RNAi、OsOFP22-Crispr/cas9转基因水稻的表型分析对OsOFP22-OE、OsOFP22-RNAi和OsOFP22-Crispr/cas9（Osofp22）转基因水稻的形态学表型进行调查,结果显示OsOFP22-OE半矮化、株型收敛,粒型变圆,精米外观品质降低。OsOFP22-RNAi和Osofp22均没有明显的形态变化,说明OsOFP22可能与该家族其他成员之间功能冗余。3.OsOFP22-OE转基因水稻GA和BR响应的分析在OsOFP22-OE中,GA诱导幼苗第二叶鞘伸长和种子胚乳中产生α-淀粉酶的能力减弱。OsOFP22-OE幼苗中GA3和GA4含量增加,同时GA合成酶基因转录水平升高。蛋白免疫杂交实验结果证实OsOFP22抑制GA诱导的SLR1蛋白降解,进而抑制转基因水稻中GA信号传递。此外,对OsOFP22-OE进行BR响应的表型及BR相关基因转录水平的鉴定,结果发现OsOFP22抑制BR信号传导,下调BR相关基因的表达量。4.OsOFP22与GS9互作的鉴定及其调节水稻粒型的机制分析酵母双杂交和双分子荧光互补（Bi FC）实验证明了OsOFP22与GS9相互作用。双荧光素酶报告实验结果表明OsOFP22具有转录抑制活性,GS9对OsOFP22的转录活性具有调节作用。将OsOFP22的单倍型与粒型表型结合分析,发现单倍型与粒型之间存在连锁,其中全部为粳稻品种的单倍型3粒长最短,粒宽最宽,长宽比最小,而千粒重没有变化,说明单倍型3是调控圆粒表型的重要等位基因。5.OsOFP22靶基因CYP72A20的筛选与鉴定OsOFP22-OE的转录组测序结果显示,CYP72A家族中多个基因的表达量发生改变。酵母单杂交和在水稻原生质体中进行的LUC/REN实验结果显示,OsOFP22绑定CYP72A20的启动子并抑制其转录,说明CYP72A20很可能是OsOFP22的一个靶基因。6.CYP72A20基因功能的研究构建CYP72A20过表达（CYP72A20-OE）和Crispr/cas9基因编辑敲出突变体（cyp72a20）转基因水稻并调查表型,结果显示CYP72A20-OE的粒长变长,粒宽变窄,粒厚下降,与OsOFP22-OE的粒型表型相反。此外CYP72A20负调控水稻株高,CYP72A20-OE株高变矮,而cyp72a20株高变高。在CYP72A20-OE和cyp72a20中,GA和BR合成相关的多个酶基因表达量发生改变,说明CYP72A20可能通过GA和BR调控水稻株高和粒型。