氮素作为植物中最主要的营养元素之一,在植物的生长发育中发挥着重要的作用。水稻是重要的粮食作物,养活世界一半以上的人口。伴随氮肥的大量施用,水稻产量也得到大幅提升,但也面临着氮素损失和氮素利用率低等一系列生产问题。平衡水稻高产和氮素利用的问题,是育种界面临的挑战。Hairy Leaf 6(HL6)是一个调控水稻叶毛生长的AP2类转录因子,它也可能影响根的生长和发育。本研究通过转录组分析、基因表达分析及表型分析HL6对氮素响应及其对植物生长发育的影响,获得以下主要结果:1.HL6转基因材料的成熟期农艺性状考察表明,过表达株系HL6-OX1株高显著低于野生型WT,插入突变体HL6-MT株高与对照HL6-WT相比显著升高。产量相关性状调查显示,过表达HL6显著降低单株有效穗数、穗重、一次枝梗、实粒数、结实率、单株产量及千粒重。说明HL6会影响水稻株型等农艺性状,抑制水稻产量形成。2.HL6可能负向调控冠根数:对HL6转基因材料进行(NH_4)_2SO_4、KNO_3氮源培养试验。苗期根系表型分析发现,过表达株系HL6-OX1与WT相比根长、根重、冠根数均显著降低。突变体HL6-MT与对照HL6-WT相比,其根长、根重无显著变化,冠根数显著增加。3.HL6转基因材料种子的籽粒蛋白含量测定显示,过表达HL6籽粒糙米蛋白质含量较WT显著提升JQ1体内实验剂量。HL6插入突变体HL6-MT较对照HL6-WT的籽粒糙米蛋白质含量显著降低,表明HL6正调控籽粒糙米蛋白含量。4.基因表达分析显示铵态氮(NH_4~+)与硝态氮(NO_3~-)均诱导HL6表达,但铵态氮诱导上升表达的持续时间更长:铵态氮和硝态氮处理3 h后均显著上调HL6,处理12 h后诱导表达的水平达最高,分别为未处理时的3.4倍和2.7倍;处理48 h后,铵态氮的诱导作用仍存在,此时HL6显著上调近3倍,而硝态氮处理的诱导作用消失。5.转High-risk medications录组分析表明,HL6幼苗叶片selleck HPLC和根部的差异表达基因主要富集在氮代谢途径、二萜生物合成途径和亚油酸代谢途径等,说明HL6可能参与调控多个生物学过程。6.转录组分析发现HL6根部差异表达基因在氮代谢通路上富集程度较高,Real-time PCR分析验证了过表达HL6显著抑制Os AMT1-2、Os NRT2-2的表达,说明HL6可能负调控氮代谢途径相关基因,调控植株的生长发育。本研究报道了一个AP2/ERF类转录因子HL6,负调控氮代谢基因Os AMT1-2、Os NRT2-2的表达,抑制根部对氮素的吸收,影响植株生长发育和抑制产量形成;HL6响应外源氮素的诱导,并正调控水稻籽粒糙米蛋白含量。研究结果为发掘水稻根系氮素吸收利用提供了新思路。