水稻是主要粮食作物之一,在世界范围内广泛种植。在我国,有一半以上人口以水稻为主食,因而保障水稻高产稳产是影响国家健康发展和社会稳定的重要因素。影响水稻产量的因素有很多,如株型、粒型和抗逆性等均是影响水稻产量的重要因素。此外,光是水稻生长发育中必不可少的能量来源,因而培育高光效水稻已成为水稻育种工作的重要研究内容。经EMS诱变技术,我们实验室成功分离鉴定出了矮秆黄叶表型突变体crd1。分析发现CRD1编码一个细胞骨架蛋白,在微丝的聚合过程中发挥作用。为了进一步分析CRD1在水稻生长发育过程中的调控机理,我们通过酵母筛库的方式获得CRD1互作蛋白CIP4并进行了相关研究。具体研究结果如下:1、多途径验证CRD1与CIP4互作的真实性。除了酵母双杂交（Y2H）系统,我们进一步通过免疫共沉淀（Co-IP）,蛋白质体外结合实验（pull-down）和萤火素酶片段互补实验（Luciferase）进行多重验证,充分证明CRD1和CIP4确实存在互作。2、CIP4亚细胞定位分析。经Cell-PLoc 2.0等网站预测,CIP4是细胞质定位蛋白,并且在叶鞘中具有较高表达。为了验证CIP4的表达和定位情况,我们通过提取叶片等组织器官的RNA,研究了CIP4的表达谱。结果表明:CIP4在叶鞘中最高表达,在穗中表达量最低。通过烟草瞬时表达的方法,我们发现CIP4与细胞质蛋白PHOT2共定位,推测CIP4定位于细胞质。3、水稻cip4突变体的分离。为了探究CIP4的生物学意义,我们获得了TDNA插入突变体cip4。相较野生型,无论是在转录和翻译水平,在cip4突变体中的CIP4表达均明显下降,但是cip4突变体并未表现与crd1相似的生长发育缺失表型。为了更好的探究cip4突变体功能上的缺失,我们对野生型和cip4突变体进行了旱、热和重力反应等一系列非生物胁迫实验,同时考虑到crd1突变体在叶绿体迁移功能上的缺陷,我们对cip4同样进行了叶绿体迁移功能上的观察。我们发现弱光下的cip4相比较于野生型具有较为明显的叶绿体迁移缺陷,但是cip4对旱、热和重力反应等非生物胁迫较野生型无差别。4、拟南芥Atcip4突变体的分离。为了进一步探究CIP4基因参与调控叶绿体迁移的分子机制。我们对其拟南芥中的同源基因进行分析,并创建了拟南芥同源突变体Atcip4。我们分别在转录和翻译水平对T-DNA插入突变体Atcip4进行检测,同时对Atcip4突变体的叶绿体迁移功能进行了检测。结果发现拟南芥Atcip4突变体在强、弱光下均表现出叶绿体迁移功能缺陷的表型。5、CIP4过表达和回补材料创制。为了更好的了解CRD1与CIP4之间的互作是如何调控叶绿体迁移的分子机制,我们构建了水稻CIP4的过表达和回补材料。同时我们将水稻CIP4转入拟南芥中的同源基因突变体材料Atcip4中,结果发现CIP4的转入恢复了Atcip4突变体在强光下的叶绿体迁移缺陷表型,因此我们猜想水稻中CIP4可能存在功能冗余,参与到其他的光敏反应中。6、CIP4参与蓝光诱导下气孔开合。通过进一步研究我们发现了Atcip4具有蓝光诱导下气孔开合缺陷的表型,因此我们推断CIP4在水稻中也可能参与了蓝光诱导下气孔开合的调控。综上所述,我们明确了CRD1和CIP4两者间的互作,并且CIP4与CRD1之间共同参与了蓝光诱导下叶绿体迁移调控,同时还有可能参与到蓝光诱导下气孔的开合过程中,这也为我们接下来的研究提供了新的方向,但是CIP4与CRD1参与这些调控反应的分子机制还不是很清楚,我们接下来将重点解决这些问题,同时为高光效分子育种提供理论基础和种质资源。