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植物分生组织是所有器官的来源。对水稻而言,分生组织决定了株高、穗长、分蘖数等重要农艺性状。植物分生组织受多条信号通路的调控,其中Argonaute家族基因AGO1和AGO10通过调控下游HD-ZIP III基因的表达水平和表达模式,在维持植物分生组织和侧生器官发育上发挥重要作用。但是,AGO10基因自身的表达调控机制还未见报道。在本研究中,我鉴定了一个水稻转录因子LBD12-1,该基因的过表达植株株高降低,伴随一些器官发育异常。进一步研究发现,盐胁迫下LBD12-1直接结合于AGO10的启动子区域并抑制AGO10基因表达,引起HD-ZIP III基因的表达量降低,进而导致茎尖分生组织变小。主要研究结果简述如下:1.在Kitaake中过表达LBD12-1基因,转基因植株表现为株高降低、生长迟缓、叶片扭曲、花药室不全、抽穗期延迟、结实率下降、分蘖数增加等表型,且表型的严重程度与LBD12-1的表达量呈负相关。2.水稻LBD12-1和LBD11-1同属于LBD转录因子家族,两者CDS序列及蛋白序列完全相同,具有完整的LOB结构域,属于主要参与器官建成的LBD I类亚家族。LBD12-1定位于细胞核中,没有转录自激活活性。系统进化分析发现,水稻LBD12-1与拟南芥AtLBD12最为接近,可能为其直系同源基因。推测LBD12-1可能参与水稻的器官发育和建成相关过程。3.RT-qPCR结果表明LBD12-1在根、茎尖、叶、茎和幼穗均有表达。Western blot和蛋白组织定位实验证明LBD12-1仅在茎尖、侧芽和幼穗等区域的维管束和分生组织基部积累,在营养器官中没有积累。这种mRNA水平和蛋白水平积累的差异预示着LBD12-1可能在转录后或翻译后受到未知机制的调控。4.LBD12-1-GR转基因材料的表达谱分析表明,LBD12-1通过改变一系列氧化还原过程、碳水化合物代谢以及单器官代谢过程的基因表达,参与植株形态建成调控,而且AGO10可能为LBD12-1的直接下游靶基因。通过RT-qPCR检测发现,在LBD12-1过表达植株中,AGO10和位于AGO10下游的HD-ZIP III基因表达量下降。ChIP、DNA结合实验、凝胶阻滞实验和LUC实验证明,LBD12-1能够直接结合于AGO10上游1.4 kb处,从而直接抑制AGO10基因的表达。因此AGO10可能为LBD12-1的直接下游靶基因,参与植株SAM大小及器官发育过程。5.在LBD12-1过表达植株背景下,过表达AGO10,双过表达植株表现出野生型的株高以及正常的叶片、花药和SAM大小。说明过表达AGO10能够恢复LBD12-1过表达引起的植株矮小等表型。此外,ago10突变体也表现出类似LBD12-1过表达植株的表型,进一步在遗传上证明AGO10是LBD12-1的下游基因。6.lbd11-1/lbd12-1双突变体在正常栽培条件下与野生型并无显著差异,表明LBD12-1可能在正常生长条件下不起作用。进一步实验发现,在盐胁迫及ABA条件下野生型植株的LBD12-1表达量下降而AGO10表达量升高。盐处理条件下,lbd11-1/lbd12-1双突变体中AGO10表达量不降低,茎尖分生组织不缩小,AGO10及HD-ZIP III基因表达水平也不下调,短期盐胁迫响应基因的表达量变化出现不同程度减弱。这些结果表明,LBD12-1可能在盐胁迫下下调植株AGO10和盐胁迫响应基因的表达量,并抑制茎尖分生组织发育。