玉米gydF4y2Babrachytic2gydF4y2Ba（gydF4y2Babr2gydF4y2Ba)会抑制节间下部的伸长，因为节间分生组织区域的生长素积累过多gydF4y2Ba

背景gydF4y2Ba

节间短导致植物矮化，对作物生产极为有利。然而，节间伸长的潜在机制是复杂的，尚未完全了解。gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

在这里，我们报告了一个玉米矮突变体，gydF4y2Badwarf2014gydF4y2Ba（gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba)，节间下部缩短。基于地图的克隆显示gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba基因是一本小说gydF4y2Babr2gydF4y2Ba具有剪接变异的等位基因，导致更高的表达gydF4y2BaBR2-T02gydF4y2Ba而不是正常gydF4y2BaBR2-T01gydF4y2Ba。然后，我们发现节间伸长在gydF4y2Bad2014 / br2gydF4y2Ba相应的，在6叶、12叶和14叶阶段表现出抑制-正常-抑制的模式(穗节间是短暂的)。的确,gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba编码一种在生长素外排中起作用的p -糖蛋白1 (ppgp1)蛋白，我们的原位杂交实验表明gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba主要表达于淋巴结和节间的维管束。此外，在茎尖处检测到显著较高的生长素浓度gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba在6叶期和14叶期的穗间节间区。在这种情况下，我们提出BR2/ ppgp1通过维管束将生长素从节间运输到节间，而在节间(紧靠茎间分生组织)区域过量的生长素积累抑制了植物的节间伸长gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

这些发现表明BR2/ ppgp1介导的花节间分生组织区域的低生长素水平对节间伸长至关重要。gydF4y2Ba

矮化或半矮化给作物品种带来了许多优势，如抗倒伏能力增强，生长密度高，收获指数高，这对作物生产非常有利[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba，gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba]。农作物的高度通常由节间的数目和长度决定[gydF4y2Ba4gydF4y2Ba]。许多矮秆突变体的特点是节间短，这归因于节间伸长受损。因此，增加我们对节间伸长的认识将有助于作物产量的提高。gydF4y2Ba

茎/节间伸长主要受几种植物激素的控制，包括赤霉素(giberellins, GAs)、油菜素内酯(BRs)、独角甾内酯(SLs)和生长素[qh]gydF4y2Ba5gydF4y2Ba]。这些激素的生物合成或信号传导的缺陷可导致矮化表型[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba，gydF4y2Ba7gydF4y2Ba，gydF4y2Ba8gydF4y2Ba，gydF4y2Ba9gydF4y2Ba，gydF4y2Ba10gydF4y2Ba]，尽管每种激素在茎/节间伸长中可能发挥不同的作用，但其不规则性会导致不同的突变表型。在玉米中，有几种ga相关的突变体显示高度极低，节间均匀短，如gydF4y2Ba矮人1gydF4y2Ba（gydF4y2Bad1gydF4y2Ba），gydF4y2Bad3gydF4y2Ba，gydF4y2Bad5gydF4y2Ba和gydF4y2Ba花药原发性高血压gydF4y2Ba（gydF4y2Baan1gydF4y2Ba)，以及显性突变体gydF4y2BaD8gydF4y2Ba和gydF4y2BaD9gydF4y2Ba［gydF4y2Ba11gydF4y2Ba，gydF4y2Ba12gydF4y2Ba，gydF4y2Ba13gydF4y2Ba]，这些都会影响整个生育期的节间伸长，并伴有一定程度的产量损失。除了侏儒症外，大多数br相关突变体还表现出多种缺陷表型[gydF4y2Ba14gydF4y2Ba，gydF4y2Ba15gydF4y2Ba，gydF4y2Ba16gydF4y2Ba，gydF4y2Ba17gydF4y2Ba]。比如玉米gydF4y2Ba娜娜plant2gydF4y2Ba（gydF4y2Ba钠gydF4y2Ba)突变体表现出分蘖抑制、叶片形态改变和雄花性[gydF4y2Ba18gydF4y2Ba]。与GAs和BRs不同，SL突变体的株高降低可能是分蘖增加的间接影响，因为SLs的缺乏促进了腋窝分生组织(AMs)的细胞分裂[qh]gydF4y2Ba19gydF4y2Ba，gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba]，这最终导致营养转向分蘖生长，而不是节间伸长。gydF4y2Ba

生长素的生物合成通过多种依赖或不依赖色氨酸的途径进行，主要包括gydF4y2Ba丝兰gydF4y2Ba（gydF4y2BaYUCgydF4y2Ba),gydF4y2BaTAA1gydF4y2Ba/gydF4y2BaTAR1gydF4y2Ba/gydF4y2BaTAR2gydF4y2Ba基因(gydF4y2Ba21gydF4y2Ba]。四gydF4y2BaYuc1 yuc4 yuc10 yuc11gydF4y2Ba突变体不发育下胚轴和根分生组织[gydF4y2Ba22gydF4y2Ba]。同样的,gydF4y2Bataa1gydF4y2Ba突变体中gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba显示有缺陷的下胚轴和根[gydF4y2Ba23gydF4y2Ba),gydF4y2BaTaa1 tar1 tar2gydF4y2Ba三重突变体缺乏根，幼苗致死[gydF4y2Ba24gydF4y2Ba]。在玉米中gydF4y2Batassel2消失gydF4y2Ba（gydF4y2Bavt2gydF4y2Ba)基因是…的同源物gydF4y2Ba拟南芥TAA1gydF4y2Ba,gydF4y2Bavt2gydF4y2Ba突变体表现出没有穗状分枝或小穗，以及具有较少叶子的半矮秆表型[gydF4y2Ba25gydF4y2Ba]。许多器官，包括茎/节间，在生长素生物合成突变体中受损。自洽场的gydF4y2Ba^{TIR1 /空军基地gydF4y2Ba}-介导的Aux/IAA蛋白的蛋白水解是生长素的主要信号通路，这显然与生长素的许多作用有关[gydF4y2Ba26gydF4y2Ba，gydF4y2Ba27gydF4y2Ba]。这些成分中的大多数突变体具有类似的幼苗致死表型[gydF4y2Ba28gydF4y2Ba，gydF4y2Ba29gydF4y2Ba，gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba]。此外，合成的生长素通常由生长素转运蛋白定向运输到特定组织，在那里它作为一个强有力的信号，引发了大量的发育反应[gydF4y2Ba31gydF4y2Ba]。玉米gydF4y2Babr2gydF4y2Ba和高粱同源gydF4y2Ba矮人3gydF4y2Ba（gydF4y2Badw3gydF4y2Ba)表现出生长素运输减少和身材缩短[gydF4y2Ba32gydF4y2Ba]，而生长素的运输对于调节节间伸长至关重要。gydF4y2Ba

实际上，上述几种矮秆突变体在节间伸长等形态特征上表现出了不同的异常模式，这表明其潜在的机制应该是有区别的，值得进一步研究。在这项研究中，我们发现了一本小说gydF4y2Babr2gydF4y2Ba等位基因变异,gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba，下部节间缩短，上部节间接近正常，表明gydF4y2Babr2gydF4y2Ba对株高发育有独特的规律。的gydF4y2Babr2gydF4y2Ba是一个非常著名的矮秆基因(首次克隆于2003年)，由于其独特的表型(轻度矮秆，下部节间较短，上部节间接近正常)，被认为是缩短玉米高度的理想基因[gydF4y2Ba32gydF4y2Ba，gydF4y2Ba33gydF4y2Ba]。研究玉米株高发育的机理，是玉米改良的理想选择。在这里，为了揭示效果gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba/gydF4y2Babr2gydF4y2Ba在节间伸长的突变上，我们进行了几个阶段的节间伸长的动态比较gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba野生型(WT)植物。此外，我们探讨了具体的位置gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba并检测生长素浓度的动态变化，揭示BR2/ pgp1介导的生长素转运介导节间伸长的机制。gydF4y2Ba

玉米的特性gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba侏儒突变gydF4y2Ba

一个玉米矮突变体，gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba，于2014年在HL9047 (WT)自交系中自发产生，其自交后代稳定呈现出均匀的矮小身材，叶片直立(图2)。gydF4y2Ba1gydF4y2Baa).的株高gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba比WT小58.61 cm，耳高小44.59 cm(表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba）.说明下节间高度的降低是造成水稻茎秆退化的主要原因gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba矮表型。此外，其他特征gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba穗长、穗宽、穗重、百粒重、总雄穗长、雄穗分枝数、抽雄期、总叶数等性状与WT相比变化较小(图2)。gydF4y2Ba1gydF4y2Bab;表格gydF4y2Ba1gydF4y2Ba）.特别是穗部性状，小的变异不足以造成产量损失。因此,gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba突变体可能在玉米育种计划中有用。gydF4y2Ba

确定侏儒症的遗传基础gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba，三FgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba公元前3年gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba从gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba×HL5038,gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba× HL5054和gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba生成了× F19。FgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba和公元前gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba种群表现为高或短的个体分离。通过χgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba试验结果表明，在所有三个F中，植株高度以3:1的比例(高/矮)分离gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba人口和1:1的比例(高/矮)在公元前3年gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba人口(附加文件)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba表2)。这些结果表明，该矮化表型gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba是由一个单隐性基因控制的。gydF4y2Ba

的gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba吉恩是一个gydF4y2Babr2gydF4y2Ba等位基因gydF4y2Ba

克隆侏儒gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba基因，我们利用(gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba× hl5054gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba公元前gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba人口。首先，公元前300年gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba具有类似侏儒表型的个体gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba通过150个多态简单序列重复(polyomorphic simple sequence repeat, SSR)标记进行鉴定和分型gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba基因座被定义为标记umc1281和umc1278之间的40.05 Mb遗传间隔(图2)。gydF4y2Ba2gydF4y2Baa).随后，利用新开发的InDel分子标记对768株矮株进行了基因分型和精细定位gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba基因被缩小到一个较小的片段，由两个标记a4和a15标记，间隔2.85 Mb(图2)。gydF4y2Ba2gydF4y2Baa).最后，利用2000个隐性个体确定了包含该基因的候选区域约510 KbgydF4y2Bad2014gydF4y2Ba基因(图。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba一)gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

数据库分析显示gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba和其他6个候选基因位于这个470kb区域(gydF4y2Bahttp://ensembl.gramene.org/biomart/martview/gydF4y2Ba;无花果。gydF4y2Ba2gydF4y2Bab)这些基因的基因组DNA序列gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba将突变体与野生型进行比较，结果表明gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba序列在gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba有两个变异区域，包括一个546 bp插入在内含子3 (CgydF4y2Ba_{2073gydF4y2Ba})和233bp的缺失(agydF4y2Ba_{6568gydF4y2Ba}CgydF4y2Ba_{6800gydF4y2Ba})外显子5(图2)gydF4y2Ba2gydF4y2Bab).内含子3插入的序列似乎不具有转座元件的特征，而外显子5的缺失区域将导致92个氨基酸的缺失和一个移码影响另外29个氨基酸的翻译(图2)。gydF4y2Ba2gydF4y2Bac).此外，一个已知的gydF4y2Babr2gydF4y2Ba突变体(114F)与gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba和WT。两个杂交种在植株生长发育方面存在显著差异。在14叶期，杂种的形态高度为114fxgydF4y2Bad2014gydF4y2Ba与杂交种114F × WT相比，前者节间长度明显缩短(附加文件gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba:图S1)。总的来说，这些结果证实了gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba吉恩是一个gydF4y2Babr2gydF4y2Ba具有独特变异的等位基因。gydF4y2Ba

的gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba/gydF4y2Babr2gydF4y2Ba突变改变了正常的剪接gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba基因gydF4y2Ba

一般来说，基因突变会引起自然表达模式或蛋白质功能的改变，从而导致表型缺陷。数据库分析显示gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba有两份成绩单:gydF4y2BaBR2-T01gydF4y2Ba(4672 bp)和gydF4y2BaBR2-T02gydF4y2Ba(2061 bp) (gydF4y2Bahttps://www.maizegdb.org/gydF4y2Ba）.实际上,gydF4y2BaBR2-T01gydF4y2Ba由5个外显子组成，而gydF4y2BaBR2-T02gydF4y2Ba只有4个外显子，不包括外显子5(图2)。gydF4y2Ba3.gydF4y2Baa).除了5 ' utr, 3'UTR和外显子5，一个额外15 bp的重要区域gydF4y2BaBR2-T02gydF4y2Ba外显子4与内显子不同gydF4y2BaBR2-T01gydF4y2Ba外显子4(图;gydF4y2Ba3.gydF4y2Bab).为了验证这两个转录本在体内是否存在，我们扩增并比较了它们的cDNA序列。为gydF4y2BaBR2-T01gydF4y2Ba的频带大小gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba明显小于WT(图2)。gydF4y2Ba3.gydF4y2BaC)，这与文献中的片段删除一致gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba。测序结果显示先前预测的233bp缺失。同时，也有一个类似的2000 bp左右的带gydF4y2BaBR2-T02gydF4y2Ba在gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba和WT(图1)gydF4y2Ba3.gydF4y2BaC)，它们的序列是相同的。这表明这两个转录本确实存在于体内。gydF4y2Ba

鉴于此，有必要对……的影响进行分析gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba/gydF4y2Babr2gydF4y2Ba两个转录本上的突变。定义的表达模式gydF4y2BaBR2-T01gydF4y2Ba和gydF4y2BaBR2-T02gydF4y2Ba，通过特定的定量引物进行qRT-PCR。在6叶、10叶和15叶三个生育期，gydF4y2BaBR2-T01gydF4y2Ba在gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba均低于WT，而gydF4y2BaBR2-T02gydF4y2Ba在gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba在三个阶段(图1)gydF4y2Ba3.gydF4y2Bad).这些数据表明gydF4y2BaBR2-T01gydF4y2Ba对WT正常生长至关重要，而下调的gydF4y2BaBR2-T01gydF4y2Ba导致有缺陷的特征gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba。有趣的是，gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba表达水平大致相似gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba和WT(图1)gydF4y2Ba3.gydF4y2Bad).这些结果表明gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba突变改变了正常的剪接gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba基因，导致更高的表达gydF4y2BaBR2-T02gydF4y2Ba而不是正常gydF4y2BaBR2-T01gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

酵母BR2/ ppgp1与生长素外排分析gydF4y2Ba

在玉米、gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba编码一种生长素转运蛋白ppg1，它在组织间分生组织的生长素输出中起作用[gydF4y2Ba34gydF4y2Ba]。为了研究蛋白质BR2/ ppgp1 (T01和/或T02)是否在细胞水平上负责生长素的运输，我们在酵母中功能性地表达了这两种变体。氟化吲哚衍生物(5-FI)是吲哚-3-乙酸(IAA，即生长素)的有毒类似物，对酵母具有细胞毒性，已被用于研究生长素的运输[gydF4y2Ba35gydF4y2Ba，gydF4y2Ba36gydF4y2Ba]。酵母突变株gydF4y2Bagef1gydF4y2Ba缺乏内源性氯离子通道蛋白[gydF4y2Ba37gydF4y2Ba]，导致5-FI在gydF4y2Bagef1gydF4y2Ba细胞质后未解离的5-FI分子通过被动扩散进入细胞，导致gydF4y2Bagef1gydF4y2Ba对5-FI过敏。使用酵母突变株gydF4y2Bagef1gydF4y2Ba我们发现WT-PGP1-T01和gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba与载体对照相比，-PGP1-T01对5-FI具有一定的抗性(图2)。gydF4y2Ba4gydF4y2Baa).结果表明，PGP1-T01蛋白向酵母细胞外输出5-FI，即PGP1-T01负责生长素的输出。有趣的是，PGP1-T02在酵母突变株中对5-FI也表现出轻微但显著的抗性gydF4y2Bagef1gydF4y2Ba(无花果。gydF4y2Ba4gydF4y2BaB)，表明其在生长素输出中的作用。在选择性剪接方面，主要有两种类型:前突变(T01和T02，均有缺陷)和后突变(T01，有缺陷);正常,T02)。当PGP1-T01和PGP1-T02这两种蛋白在生长素的输出中发挥相似的作用时，第二种突变将表现出轻微的表型，这就打开了存在变异的可能性gydF4y2Babr2gydF4y2Ba具有多种缺陷的突变体。gydF4y2Ba

节间伸长缺陷gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba突变体gydF4y2Ba

的典型特征gydF4y2Babr2gydF4y2Ba突变体是矮身材源于节间缩短[gydF4y2Ba32gydF4y2Ba，gydF4y2Ba34gydF4y2Ba]。的gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba/gydF4y2Babr2gydF4y2Ba突变体，穗下某些节间的长度急剧减少;此外，耳间节间也缩短，而耳上方的节间大致正常(图2)。gydF4y2Ba5gydF4y2Baa)与此同时，我们找到了另一个gydF4y2Babr2gydF4y2Ba突变体,gydF4y2Babr2 - 114 fgydF4y2Ba和gydF4y2Babr2 - 117 agydF4y2Ba，也表现出异常的穗节间表型类似于gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba(无花果。gydF4y2Ba5gydF4y2Bab).这些数据表明gydF4y2Babr2gydF4y2Ba特异调控某些节间伸长。gydF4y2Ba

从总叶数和抽雄期开始gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba(表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)几乎相同，因此，它们的发育阶段应该是平行的。阐明如何突变gydF4y2Babr2gydF4y2Ba影响节间伸长，我们对茎秆生长进行了动态比较gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba种植大量的个体，并标记叶片数，以确保相同的发育阶段。在12叶期之前，第6、第7、第8、第9、第10和第11节间gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba几乎没有拉长(图2)。gydF4y2Ba6gydF4y2Baa、b、c、d)，各节间茎高均显著低于WT(附加文件)gydF4y2Ba4gydF4y2Ba:图S2A)。从12叶到14叶，11gydF4y2Ba^thgydF4y2Ba，第12节间gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba与以前的图案相比，它们的生长速度很快，长度也增加了(图2)。gydF4y2Ba6gydF4y2Bad, e)。此外，第11、12和13节间(穗间)的长度gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba与14叶期的WT相似(图2)。gydF4y2Ba6gydF4y2Bae).即中最低的5个节间gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba被严重缩短(附加文件gydF4y2Ba4gydF4y2Ba:图S2B)。奇怪的是，在14叶期之后，第11、12和13节间gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba与WT相比生长缓慢(图2)。gydF4y2Ba6gydF4y2Bae, f)，耳间节间伸长明显受限(图2)。gydF4y2Ba6gydF4y2Bag).然而，两者的上节间伸长模式不同gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba16叶期后与WT完全相同(图2)。gydF4y2Ba6gydF4y2Bag, h)，这导致上部节间的长度几乎平行(附加文件gydF4y2Ba4gydF4y2Ba:图S2C)。这些结果揭示了突变体节间伸长的缺陷gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba在不同的发育阶段是完全不同的;特别是在6叶、12叶和14叶期，节间伸长率最高gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba呈现抑制-正常-抑制的短暂变化模式。gydF4y2Ba

的影响gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba缩短节间细胞形态的突变gydF4y2Ba

在发育早期(12叶期之前)，植株下部节间的伸长gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba被严重抑制了。在6叶期，第一个地上节间(第6节间)伸长。虽然它看起来很短(图2)。gydF4y2Ba6gydF4y2Baa)， WT和之间存在趋势差异gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba。为了了解这些节间缩短的细胞形态gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba在6叶期，我们观察到幼嫩的第6节间。横截面显示gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba具有与野生型相似的规则薄壁细胞，细胞大小相当，而gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba已显著降低(图2)。gydF4y2Ba7gydF4y2Baa, c).纵切片显示薄壁细胞的长度没有变化gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba和WT，但两个相邻维管束的间隔在gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba比WT时大(图2)。gydF4y2Ba7gydF4y2BaB)，这意味着维管束数量减少gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba。因此,gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba突变最初影响缩短节间细胞维管束的形成。gydF4y2Ba

的位置gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba茎部表达gydF4y2Ba

自从变种人gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba/gydF4y2Babr2gydF4y2Ba节间伸长有缺陷，这是我们预测的gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba在这些组织中表达。的表达模式gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba以前没有被精确定义过。来找出…的位置gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba我们在10叶期进行了原位RNA杂交。在茎尖的纵截面上，gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba在每个节点中表达明显定位(图2)。gydF4y2Ba8gydF4y2Baa).上下节在耳上单个节间显示清晰信号(图2)。gydF4y2Ba8gydF4y2Bab).在最长节间截面上，gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba在大量维管束中观察到mrna(图2)。gydF4y2Ba8gydF4y2Bac).选择单个节间进行控制实验，其中感测探头不产生信号(图2)。gydF4y2Ba8gydF4y2Bad, e).在玉米茎中，维管束在节中相互交错，然后倾斜成具有多个分支的节间，最终由上而下形成一个网状管。因此,gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba表达主要集中于淋巴结和淋巴结间的维管束。Xing指出，QPH1 (BR2)的亚细胞定位仅在膜中[gydF4y2Ba33gydF4y2Ba]。的信号肽区没有变化gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba/gydF4y2Babr2gydF4y2Ba，因此，突变不应影响的亚细胞定位gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba/gydF4y2Babr2gydF4y2Ba。在WT中，BR2的表达水平、定位和转运活性相对正常;而在其他情况下(例如gydF4y2Babr2gydF4y2Ba突变)，发育缺陷发生。总的来说，这些数据表明ppgp1在茎维管束的生长素输出中起作用，然后调节节间伸长。gydF4y2Ba

植物生长素的定量分析gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba阀杆gydF4y2Ba

生长素运输影响生长素的分布和局部浓度[gydF4y2Ba38gydF4y2Ba]。在之前的研究中，gydF4y2Babr2gydF4y2Ba突变影响生长素的运输和局部浓度，这是导致矮化表型的原因[gydF4y2Ba32gydF4y2Ba，gydF4y2Ba33gydF4y2Ba，gydF4y2Ba34gydF4y2Ba]。有缺陷的生长素运输gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba茎中BR2/ ppgp1介导的生长素浓度变化会影响茎的节间伸长。为了研究两者之间的联系，我们检测了节间伸长变化的几个关键时期的生长素浓度(如上所述)。在6叶期，叶片中的生长素浓度gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba茎尖明显高于野生型(图2)。gydF4y2Ba9gydF4y2Baa).我们还测量了茎尖的生长素浓度gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba12叶期和14叶期的WT。然而，与前一时期相比，生长素浓度逐渐降低(图2)。gydF4y2Ba9gydF4y2Baa).此外，在gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba和这两个阶段的WT(图2)。gydF4y2Ba9gydF4y2Baa)gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba/gydF4y2Babr2gydF4y2Ba在发育早期，至少在6叶期，茎尖的生长素水平较高，相应的，茎尖的节间伸长也较高gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba被抑制。此外，我们还检测了14叶期单穗节间的生长素水平，包括两个部分:节和节间区域。有趣的是，生长素水平在gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba明显高于WT中的节点，以及节点间区域本身(图2)。gydF4y2Ba9gydF4y2Bab)，而在WT上，差异无统计学意义(图2)。gydF4y2Ba9gydF4y2Bab).此外，两部分的生长素水平在14叶期超过了茎尖(图2)。gydF4y2Ba9gydF4y2Ba一个;b).这些数据表明，14叶期的生长素在穗节间增加，在穗节区滞留gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba。尤其是耳间节间gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba14叶期后开始生长缓慢，最后极度缩短。综合来看，这些数据表明gydF4y2Bad2014 / br2gydF4y2Ba导致节间缩短的下节间(6叶期茎尖)和穗节间(14叶期节区)生长素水平升高，这是导致节间伸长缺陷的原因。gydF4y2Ba

d2014gydF4y2Ba具有剪接变异的基因是一种潜在的有用基因gydF4y2Babr2gydF4y2Ba等位基因gydF4y2Ba

在玉米中，已经有许多鉴定的报道gydF4y2Babr2gydF4y2Ba突变体，其中涉及多种突变位点(附加文件gydF4y2Ba5gydF4y2Ba:图S3)。起初，gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba通过转座子标记对基因进行克隆和确认gydF4y2Ba突变gydF4y2Ba（gydF4y2BaμgydF4y2Ba)，例如gydF4y2Babr2-6gydF4y2Ba，gydF4y2Babr2-7gydF4y2Ba和gydF4y2Babr2-9gydF4y2Ba与gydF4y2BaμgydF4y2Ba外显子1的插入，以及gydF4y2Babr2-3gydF4y2Ba与gydF4y2BaμgydF4y2Ba内含子4的插入[gydF4y2Ba32gydF4y2Ba]。随后，其他几个gydF4y2Babr2gydF4y2Ba等位基因，如外显子5的一个SNP变异(G/T5295) [gydF4y2Ba33gydF4y2Ba]，第5外显子有241 bp的缺失(G6367 ~ C6617) [gydF4y2Ba39gydF4y2Ba]，导致BR2/ ppgp1蛋白功能的部分丧失。以上都是gydF4y2Babr2gydF4y2Ba突变体来源于具有不同遗传背景的多个自交系。尽管如此，它们的下节间都较短，但上节间几乎正常。毫无例外，我们的gydF4y2Bad2014br2gydF4y2Ba并通过等位基因试验验证了这一结论gydF4y2Babr2 - 114 fgydF4y2Ba。除了上述表型外，我们还发现gydF4y2Babr2gydF4y2Ba突变体(gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba，gydF4y2Babr2 - 114 fgydF4y2Ba和gydF4y2Babr2 - 117 agydF4y2Ba)耳间节间缩短。因此，这是肯定的gydF4y2Babr2gydF4y2Ba等位基因导致节间缩短。gydF4y2Ba

在玉米B73参考基因组中，gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba有两个预测的剪接变体:gydF4y2BaBR2-T01gydF4y2Ba和gydF4y2BaBR2-T02gydF4y2Ba。在这项研究中，我们发现了一种新的gydF4y2Babr2gydF4y2Ba等位基因(gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba)，其中包含一个546 bp的插入gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba内含子3gydF4y2Ba_{2073gydF4y2Ba})和233bp的缺失(agydF4y2Ba_{6568gydF4y2Ba}CgydF4y2Ba_{6800gydF4y2Ba})gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba外显子5。cDNA测序证实了这两种基因的存在gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba剪接变体，和gydF4y2BaBR2-T02gydF4y2Ba高度表达于gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba而gydF4y2BaBR2-T01gydF4y2Ba表达量很低，与WT相反gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba剪接变异体已在分子上得到证实gydF4y2Babr2-NC238gydF4y2Ba等位基因突变[gydF4y2Ba40gydF4y2Ba]。插入一个新的转座子gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba内含子4改变了基因的正常剪接，从而导致大量表达gydF4y2BaBR2-T02gydF4y2Ba在gydF4y2Babr2-NC238gydF4y2Ba而不是gydF4y2BaBR2-T01gydF4y2Ba在高大的NC238植物中一般来说，插入、删除或外显子区域的单碱基替换可能导致功能改变的缺陷蛋白;而内含子区域的变异可能通过改变mRNA的剪接而影响基因的表达模式。因此，我们得出结论，插入546 bp的内含子3改变了正常的剪接gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba基因，这是导致侏儒的主要原因gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba。总的来说,gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba具有拼接变体的丰富类型gydF4y2Babr2gydF4y2Ba等位基因。gydF4y2Ba

一些研究表明，即使在缺乏氨基酸序列或蛋白质结构域的情况下，一些不同的剪接变体也具有与本构形式相同的功能[gydF4y2Ba41gydF4y2Ba]。的gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba基因编码生长素转运蛋白ppg1，它是一种atp结合盒(ABC)转运蛋白[gydF4y2Ba42gydF4y2Ba]。一般来说，全尺寸ABC转运蛋白由两个相似的部分组成，每个部分都包含一个跨膜结构域(TMD)和一个核苷酸结合结构域(NBD) [gydF4y2Ba43gydF4y2Ba]。所谓的半大小ABC转运蛋白只有一半(一个TMD和一个NBD)，并且需要二聚化才能进行运输活动[gydF4y2Ba43gydF4y2Ba]。ECERIFERUM5就是一个例子，它是一种半大小的ABC蛋白，在向植物角质层输出蜡的过程中起作用[gydF4y2Ba44gydF4y2Ba]。在这里，通过(gydF4y2Bahttp://smart.embl-heidelberg.de/smartgydF4y2Ba)，我们发现PGP1-T01是一个全尺寸的ABC转运蛋白，而PGP1-T02只包含一半，使其成为一个半尺寸的ABC转运蛋白(附加文件)gydF4y2Ba6gydF4y2Ba:图S4)。Diana Santelia和Markus Geisler研究了酵母中ABCB蛋白异质表达的生长素运输特性(内流或外流)[j]。gydF4y2Ba35gydF4y2Ba，gydF4y2Ba36gydF4y2Ba]。由于使用强启动子诱导ABCB蛋白过表达，因此不能准确评价生长素运输活性。同样，我们使用强启动子的异质表达实验鉴定了两种蛋白PGP1-T01/T02的运输特性，这表明PGP1-T01(甚至包括缺陷的d2014-PGP1-T01)和PGP1-T02在生长素外排中发挥了相似的作用。此前，Multani和Knöller已经证实了这一点gydF4y2Babr2gydF4y2Ba突变导致从上到下生长素流量减少，这是矮化表型的原因[gydF4y2Ba32gydF4y2Ba，gydF4y2Ba34gydF4y2Ba]。在我们的研究中，的表达gydF4y2Babr2-T01gydF4y2Ba在gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba显著低于gydF4y2BaBR2-T01gydF4y2Ba在WT(正常状态)，表明正常的生长素运输活性gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba受到了损害。然而，我们的表型分析显示gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba是一个温和的矮秆突变体，几乎没有其他不良性状，这应该归因于功能性PGP1-T02的补偿。实际上，在FgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba人口gydF4y2Babr2-qph1gydF4y2Ba和gydF4y2Babr2 - 117 agydF4y2Ba，株高和穗高按3:1的比例分开(gydF4y2Babr2-qph1gydF4y2Ba/−plants togydF4y2Babr2 - 117 agydF4y2Ba/gydF4y2Babr2 - 117 agydF4y2Ba植物)，这表明gydF4y2Babr2-qph1gydF4y2Ba占主导地位gydF4y2Babr2 - 117 agydF4y2Ba［gydF4y2Ba33gydF4y2Ba]。也就是说,不同的gydF4y2Babr2gydF4y2Ba等位基因会不同程度地引起某些缺陷。因此，我们的工作显示了一个有用的gydF4y2Babr2gydF4y2Ba对玉米改良有有利潜力的等位基因，可适度降低株高而不影响产量。gydF4y2Ba

BR2/ ppgp1在生长素从节间和节间的维管束流出中起作用gydF4y2Ba

生长素通常在顶端区域合成，并定向运输到较低的区域[gydF4y2Ba45gydF4y2Ba，gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]。这种定向生长素流动归因于膜质生长素转运体。到目前为止，已经确定了三个主要的生长素转运蛋白家族:生长素内流的生长素抗性1 (AUX1)/生长素like (LAXs)和生长素外排的pinformed (PINs)和几种PGP蛋白[gydF4y2Ba47gydF4y2Ba]。一些研究表明，ABCB外排转运体可能限制生长素在外排部位的再摄取，以辅助pin导向的生长素流动[j]。gydF4y2Ba48gydF4y2Ba]。此外，一些研究表明ABCBs可能在生长素长距离运输的局部装载中发挥作用[gydF4y2Ba49gydF4y2Ba，gydF4y2Ba50gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

BR2/ ppgp1是gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2BaABCB1/ ppgp1，在茎尖和根尖表达，主要在生长素从分生组织细胞外排到长程生长素运输流中起作用[qh]gydF4y2Ba34gydF4y2Ba，gydF4y2Ba51gydF4y2Ba，gydF4y2Ba52gydF4y2Ba]。以前，Knöller应用[gydF4y2Ba^3.gydF4y2Ba[H]-IAA对玉米上茎的影响(B73 vs .gydF4y2Babr2gydF4y2Ba)，发现有几个[gydF4y2Ba^3.gydF4y2Ba在节点附近检测到H]-IAA积累峰;与此同时，移动锋减少，节点生长素水平释放gydF4y2Babr2gydF4y2Ba突变体显著高于相邻节间[gydF4y2Ba34gydF4y2Ba]。一贯地，在我们gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba/gydF4y2Babr2gydF4y2Ba6叶期茎尖(包括多个节)和14叶期穗间节区生长素水平较高。总之，gydF4y2Babr2gydF4y2Ba突变导致生长素在节点区积累。值得注意的是，我们的原位杂交试验表明gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba主要在淋巴结和节间的维管束(VBs)中表达。与此相一致，Anne Sophie Knoller指出BR2主要表达于结区(致密的VBs) [gydF4y2Ba34gydF4y2Ba]。在这种情况下，我们提出BR2/ ppgp1在生长素通过维管束从结向节间外排中起作用。因此，从节间到节间的生长素外排减少gydF4y2Babr2gydF4y2Ba突变体中，生长素水平较高gydF4y2Babr2gydF4y2Ba节点区域。gydF4y2Ba

节间分生组织区生长素水平过高会抑制节间伸长gydF4y2Ba

节间伸长受多种因素控制，主要是植物激素。在本研究中，我们发现生长素水平的变化gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba茎影响节间伸长。在6叶期，下部节间伸长开始受到严重抑制gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba随着茎尖生长素水平在12叶和14叶阶段逐渐下降，茎尖的茎尖生长素水平逐渐下降gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba迅速增长。此外，在14叶期，穗旁节区的生长素水平在14叶期增加gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba较WT多，对应于耳间节间不规则、缩短。简而言之,gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba/gydF4y2Babr2gydF4y2Ba和WT具有相同的遗传背景gydF4y2Babr2gydF4y2Ba，导致节间缩短，其节间区域生长素水平较高，说明gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba茎(节区)抑制节间伸长。gydF4y2Ba

一般来说，生长素在快速刺激细胞扩增促进生长中具有重要作用[gydF4y2Ba53gydF4y2Ba，gydF4y2Ba54gydF4y2Ba]。这似乎与我们在这项研究中的发现相矛盾。然而，类似的生长素抑制生长的场景适合于植物的顶端优势。生长的茎尖产生一种抑制激素，生长素，它在茎内向下移动，抑制靠近茎节的腋芽(包括AM)的生长[gydF4y2Ba55gydF4y2Ba，gydF4y2Ba56gydF4y2Ba]。最近的研究表明，局部生长素最小值对AM的形成或启动至关重要[gydF4y2Ba57gydF4y2Ba，gydF4y2Ba58gydF4y2Ba，gydF4y2Ba59gydF4y2Ba]。相应的，一些植物的茎，包括玉米，含有独立于茎尖支持茎生长的层间分生组织[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba，gydF4y2Ba60gydF4y2Ba]。节间分生组织位于节间，节间可以通过节间拉长[gydF4y2Ba61gydF4y2Ba]。此外，我们的细胞学分析显示gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba突变导致维管束数量减少，这可能与肾间分生组织的功能有关。与此相一致的是，Multani也观察到了细胞的结构gydF4y2Babr2gydF4y2Ba第1地上节间(6周龄)的VB数量减少[gydF4y2Ba32gydF4y2Ba];同时，Xing发现第6地上节间(19叶期)的VB数量发生了变化(没有具体统计)gydF4y2Babr2gydF4y2Ba突变体(gydF4y2Ba33gydF4y2Ba]，这表明在gydF4y2Babr2gydF4y2Ba减少了VB的数量。一些研究表明，依赖于生长素运输流的细胞分裂或分化对叶片维管束的形成至关重要[gydF4y2Ba62gydF4y2Ba]。因此，我们推测较低的生长素水平对于茎间分生组织的功能是必不可少的，相反，当过量的生长素在茎间分生组织区域被抑制时，节间伸长被抑制。gydF4y2Ba

所有的gydF4y2Babr2gydF4y2Ba突变体的下节间和穗节间缩短，但上节间几乎正常。通过对节间伸长的动态观察，发现了不同时期的节间伸长的变化规律gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba与6叶期、12叶期和14叶期密切相关。值得注意的是，在6叶期，地上的第一个节间(第6节间)是可见的，随后更多的节间拉长(附加文件)gydF4y2Ba7gydF4y2Ba:图S5A);而幼穗则在12叶期出现(附加文件)gydF4y2Ba7gydF4y2Ba:图S5B);此外，在14叶期，直到最上面的AM出现才检测到穗间节间(附加文件)gydF4y2Ba7gydF4y2Ba:图S5C)。这三个阶段包括茎尖分生组织(SAM)、花序分生组织(IM)和AM的生长发育，并与生长素的合成有关。在上下文中，我们提出了一个模型来阐明功能丧失如何gydF4y2Babr2gydF4y2Ba等位基因唯一调控节间伸长(图2)。gydF4y2Ba10gydF4y2Ba）.早期，生长素在SAM区合成旺盛，过量的生长素在节间下部的茎间分生组织区被抑制，最终抑制节间下部的伸长。随着SAM向IM的转化，顶端区域生长素减少，上部节间生长正常。穗间节间严重缩短的主要原因是发育中的AM产生了新的生长素来源，促进了丰富的生长素被限制在穗间节间的根间分生组织区域。总的来说，茎间分生组织区域BR2/ pgp1依赖性的低生长素水平对节间伸长至关重要。gydF4y2Ba

株高是作物育种中最重要的农艺性状之一。玉米BR2/ ppgp1通过促进生长素从节间向节间外排，避免生长素在茎间分生组织区域过度积累，从而抑制节间伸长来调节植株高度。这些发现对破解株高遗传机制和提高玉米产量具有重要意义。gydF4y2Ba

植物材料gydF4y2Ba

的gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba是由HL9047自交系(如WT)经9代选择用系谱法获得的一个矮秆突变体。从高代育种材料中选择3个不同的高身段自交系(HL5038、HL5054和F19)构建FgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba和公元前gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba人口与gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba。此外，gydF4y2Babr2gydF4y2Ba突变体申请自玉米遗传合作库存中心(库存号:114F和117A)gydF4y2Babr2 - 114 fgydF4y2Ba和gydF4y2Babr2 - 117 agydF4y2Ba被我们的团队识别和放大了gydF4y2Babr2gydF4y2Ba等位性测验。所有植株夏季在四川农业大学标准试验田，冬季在云南许可栽培。gydF4y2Ba

的位置克隆gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba基因gydF4y2Ba

BCgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba种群(HL5054 ×gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba)×gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba， 6000个人准备好定义gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba基因位点。利用从MaizeGDB数据库获得的SSR标记和从四川农业大学刘健课课组获得的Indel分子标记，gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba基因被定位到1号染色体1.06，约510 Kb的区域gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba以及其他6个可预测的基因。确定的突变位点gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba我们扩增了这些基因的DNA序列，并将它们进行了比较gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba和WT，同时，我们使用gydF4y2Babr2gydF4y2Ba突变体114F之间的等位基因gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba基因和gydF4y2BaBR2。gydF4y2Ba

RNA分离及实时荧光定量PCR (qRT-PCR)分析gydF4y2Ba

在6叶，10叶和15叶阶段，茎尖(约0.5厘米)ingydF4y2Bad2014gydF4y2Ba和WT用液氮速冻，保存于- 70°C。其中茎尖除10叶期和15叶期的幼雄穗外，其余均为茎尖的顶端节间。用Trizol试剂提取总RNA，用NanoDrop 2000和1%琼脂糖凝胶电泳测定RNA的数量和纯度。然后，使用带有gDNA橡皮擦(TaKaRa)的PrimeScript™RT-PCR Kit将RNA反转录为cDNA。数据库显示gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba有两种剪接形式，对应两个转录本:gydF4y2BaBR2-T01gydF4y2Ba和gydF4y2BaBR2-T02gydF4y2Ba（gydF4y2Bahttps://www.maizegdb.org/gydF4y2Ba）.对这些CDSs进行PCR扩增，并对扩增产物进行电泳检测和测序。此外，在Bio-Rad CFX96 Real-Time PCR系统中使用SYBR Green PCR Master Mix (TaKaRa)进行qRT-PCR。设计了特异性引物进行区分gydF4y2BaBR2-T01gydF4y2Ba和gydF4y2BaBR2-T02gydF4y2Ba。引物Q-gydF4y2BaBR2-T01gydF4y2Ba被设计为跨外显子4和5，而引物Q-gydF4y2BaBR2-T02gydF4y2Ba的外显子3，外显子4和3 ' utr区域gydF4y2BaBR2-T02gydF4y2Ba。此外，我们还设计了引物Q-gydF4y2BaBR2-bothgydF4y2Ba，覆盖外显子3和4，用于检测总数gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba表达水平。归一化后gydF4y2BaACTIN1gydF4y2Ba表达量作为内控，通过2gydF4y2Ba^{——ΔΔCtgydF4y2Ba}方法。所有引物序列在附加文件中列出gydF4y2Ba1gydF4y2Ba表S1。gydF4y2Ba

酵母异种表达试验gydF4y2Ba

酵母突变株gydF4y2Bagef1gydF4y2Ba它对IAA毒性类似物5-氟吲哚(5-FI)过敏，用于探索生长素的运输特性[gydF4y2Ba35gydF4y2Ba，gydF4y2Ba36gydF4y2Ba]。酵母gydF4y2Bagef1gydF4y2BaATCC®4036838™是从美国字体文化收藏(ATCC)订购的。首先，酵母穿梭载体pGADT7，它有两个gydF4y2Ba后gydF4y2Ba限制性内切酶切割位点，被酶切gydF4y2Ba后gydF4y2BaIII去除核定位信号(NLS)序列。此外，转录本在载体pGADT7上的表达由一个强启动子P驱动gydF4y2Ba_{ADH1gydF4y2Ba}因此，酵母转基因与过表达系相似。然后是cdsgydF4y2BaBR2-T01gydF4y2Ba和gydF4y2BaBR2-T02gydF4y2Ba获得并插入pGADT7-gydF4y2Ba后gydF4y2BaIII通过同源重组(单片段或多片段)，生成pYHE-gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba-PGP1-T01 pYHE -gydF4y2Bad2014gydF4y2Ba-PGP1-T02, pYHE-WT-PGP1-T01和pYHE-WT-PGP1-T02。将所有重组载体导入酵母突变株gydF4y2Bagef1gydF4y2Ba。针对缺乏亮氨酸的人gydF4y2Bagef1gydF4y2Ba在不含亮氨酸的合成最小培养基(SD-Leu)中筛选单个菌落gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba）.最后，在SD-Leu中生长的变形体gydF4y2Ba^−gydF4y2Ba将ODgydF4y2Ba_600gydF4y2Ba= 0.8，水洗后重悬至ODgydF4y2Ba_600gydF4y2Ba= 1.0。细胞稀释10倍、100倍、1000倍，分别在含有0 μM或250 μM 5-FI的YPDA培养基上染色2.5 μl [gydF4y2Ba36gydF4y2Ba用相应的病媒控制和酵母突变株本身作为控制。在28°C下生长3-6天后拍照。所有同源重组引物序列在附加文件中列出gydF4y2Ba1gydF4y2Ba表S1。gydF4y2Ba

节间伸长动态观察gydF4y2Ba

每700gydF4y2Bad2014gydF4y2BaWT个体种植在特别设计的地块上。该地块由3米长的行组成，每行之间间隔1米。采用五行间作gydF4y2Bad2014gydF4y2BaWT共10个重复，每行种植14个个体。对均匀个体的第5叶和第10叶进行田间标记。一般来说，在六叶期，当第六叶展开时，地面上的第一个节间可见。因此，我们测量了从6叶期到成熟期的每个可见节间长度，包括6、8、10、12、14、16、18和20叶期。每个生育期选取相邻行10个叶片标记个体，取其平均值为叶片数对应的节间表型值。gydF4y2Ba

组织细胞学分析gydF4y2Ba

大量的WT和突变个体被种植(如上所述)。在6叶期，第一个地上节间(第6节间)伸长。我们随机选取WT和突变体各3个个体作为3个生物重复，对节间进行细胞学观察。除两个末端(节区)外，将第6节间全切成石蜡切片。所有样品快速抽真空，固定在由5%甲醛(40% v/v)、5%醋酸盐和90% 75%酒精(v/v)组成的FAA中过夜。石蜡切片如前所述[67]。首先，从中间部分(距离上部约0.1 cm)进行横切。接下来，纵向部分由上部的其余部分制成。通过光学显微镜观察细胞形态。基于相同的区域(中间区域)和相同的放大倍数(20倍)，我们计算了横切的所有维管束(VBs)。gydF4y2Ba

原位杂交分析gydF4y2Ba

在10叶期，WT的茎尖(距茎尖约0.5 cm)、最长节间和单节间(约1 cm)组织已形成。的原位杂交gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba是按照之前的描述进行的[gydF4y2Ba63gydF4y2Ba]。一种由地高辛标记物标记的反义RNA探针被独特设计gydF4y2BaBR2gydF4y2Ba外显子1区域，序列在附加文件中列出gydF4y2Ba1gydF4y2Ba表S1。为了减少背景信号的干扰，对探针用量进行了优化试验。此外，选择一个节点间进行带有传感探针的对照试验(附加文件)gydF4y2Ba1gydF4y2Ba:表1)。gydF4y2Ba

内源性生长素浓度分析gydF4y2Ba

茎尖段(约0.5 cm)在6叶期、12叶期和14叶期形成。所有组织用液氮快速冷冻，保存于- 70°C。采用液相色谱串联质谱法(LC-MS)测定内源性生长素的含量。进行3次重复，每个重复3株植物。此外，在14叶期，穗节间分为基节段(约0.2 cm)和中节间段(约0.2 cm)两部分，其生长素浓度也按上述方法测定。gydF4y2Ba

本研究过程中产生或分析的所有数据都包含在这篇发表的文章及其附加文件中。gydF4y2Ba

5-FI:gydF4y2Ba

5-FluoroindolegydF4y2Ba

美国广播公司(ABC):gydF4y2Ba

磷酸腺苷磁带gydF4y2Ba

自动对盘及成交系统:gydF4y2Ba

腋分生组织gydF4y2Ba

an1gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

花药原发性高血压gydF4y2Ba

写明ATCC:gydF4y2Ba

美式文化收藏gydF4y2Ba

AUX1:gydF4y2Ba

AUXIN-RESISTANT1gydF4y2Ba

br2gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

Brachytic2gydF4y2Ba

br:gydF4y2Ba

BrassinosteroidsgydF4y2Ba

d1gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

矮人1gydF4y2Ba

d2014gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

Dwarf2014gydF4y2Ba

dw3gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

矮人3gydF4y2Ba

气体:gydF4y2Ba

赤霉素gydF4y2Ba

即时通讯:gydF4y2Ba

花序分生组织gydF4y2Ba

宽松的:gydF4y2Ba

AUX1-LIKEsgydF4y2Ba

质:gydF4y2Ba

液相色谱串联质谱法gydF4y2Ba

μgydF4y2Ba：gydF4y2Ba

突变gydF4y2Ba

钠gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

娜娜plant2gydF4y2Ba

NBD:gydF4y2Ba

核苷酸结合域gydF4y2Ba

NLS:gydF4y2Ba

核定位信号gydF4y2Ba

PGP1:gydF4y2Ba

P-glycoprotein1gydF4y2Ba

针:gydF4y2Ba

PINFORMEDsgydF4y2Ba

存在:gydF4y2Ba

实时定量PCRgydF4y2Ba

山姆:gydF4y2Ba

茎尖分生组织gydF4y2Ba

SLs:gydF4y2Ba

StrigolactonesgydF4y2Ba

苏维埃社会主义共和国:gydF4y2Ba

简单序列重复gydF4y2Ba

战区导弹防御系统:gydF4y2Ba

跨膜域gydF4y2Ba

于:gydF4y2Ba

维管束gydF4y2Ba

vt2gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

tassel2消失gydF4y2Ba

WT:gydF4y2Ba

野生型gydF4y2Ba

河南农业大学小麦与玉米作物学国家重点实验室和国家自然科学基金(No.31571684)资助。我们感谢成都生物多样性有限公司(四川成都)对内源激素生长素的测定。gydF4y2Ba

河南农业大学小麦与玉米作物学国家重点实验室和国家自然科学基金(No.31571684)资助。资助机构参与了材料的创造和研究的设计。gydF4y2Ba

作者指出gydF4y2Ba

1. 张祥阁和侯贤斌对这项工作也有同样的贡献。gydF4y2Ba

从属关系gydF4y2Ba

1. 四川农业大学作物抗病遗传与防病国家重点实验室，四川成都611130gydF4y2Ba

   张祥阁，胡玉峰，李阳平，黄玉璧gydF4y2Ba

2. 四川农业大学农学院，四川成都611130gydF4y2Ba

   张祥阁，郑兰杰，易强，张浩军，黄新荣，胡玉峰，余国武，李阳平，黄环环，陈林，黄玉璧gydF4y2Ba

3. 百色学院农业与食品工程学院，广西百色533000gydF4y2Ba

   Xianbin侯gydF4y2Ba

4. 四川农业大学玉米研究所，四川成都611130gydF4y2Ba

   刘英红，詹飞龙gydF4y2Ba

5. 四川农业大学生命科学学院，四川雅安625014gydF4y2Ba

   张俊杰，刘汉梅gydF4y2Ba

6. 河南农业大学小麦与玉米作物学国家重点实验室，河南郑州450000gydF4y2Ba

   华贵的唐gydF4y2Ba

贡献gydF4y2Ba

YBH和JHT设计了研究。XGZ、XBH、YHL、LJZ、QY、HJZ、XRH、FLZ、LC进行实验。XGZ、XBH撰写稿件，JJZ、YFH、HML、YPL、GWY、HHH修改稿件。所有作者都阅读并批准了最终的手稿。gydF4y2Ba

相应的作者gydF4y2Ba

对应到gydF4y2Ba华贵的唐gydF4y2Ba或gydF4y2BaYubi黄gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

伦理批准并同意参与gydF4y2Ba

不适用。gydF4y2Ba

发表同意书gydF4y2Ba

不适用。gydF4y2Ba

相互竞争的利益gydF4y2Ba

作者宣称他们没有竞争利益。gydF4y2Ba

出版商的注意gydF4y2Ba

施普林格·自然对已出版的地图和机构关系中的管辖权要求保持中立。gydF4y2Ba

开放获取gydF4y2Ba本文遵循知识共享署名4.0国际许可协议(gydF4y2Bahttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/gydF4y2Ba)，它允许在任何媒体上不受限制地使用、分发和复制，前提是您要适当地注明原作者和来源，提供到知识共享许可协议的链接，并注明是否进行了修改。创作共用公共领域免责声明(gydF4y2Bahttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/gydF4y2Ba)适用于本文中提供的数据，除非另有说明。gydF4y2Ba

转载及权限gydF4y2Ba