分蘖角度是水稻(Oryza sativa L.)重要农艺性状,与产量密切相关。挖掘新的分蘖角度调控基因,对进一步阐明水稻分蘖角度形成的机制具有重要的意义。本研究中,我们发现一个水稻分蘖角度调控基因Loose plant architecture 4(OsLPA4),对OsLPA4的基因功能进行研究,主要结果如下:(1)OsLPA4基因编码一个具有353个氨基酸的酸性蛋白,该蛋白gibberellin biosynthesis不稳定、无跨膜结构域,主要定位在细胞质。利用荧光定量PCR及RUBY报告系统对OsLPA4基因的表达模式进行研究,发现OsLPA4基因在所有组织中均有表达,在叶片与叶鞘中表达量最高。(2)lpa4突变体表现为株型松散、分蘖角度增大、重力反应降低等性状;超量表达OsLPA4的转基因植株重力反应增强。利用生长素报告基因DR5:GUSRSL3分析lpa4与野生型中花11(ZH11)中生长素分布,发现lpa4胚芽鞘内的GUS染色程度小于ZH11,暗示lpa4中生长素IAA含量较ZH11少,表明OsLPA4基因影响了水稻生长素的合成。进一步研究GSK2118436发现,lpa4中生长素响应基因Os IAA20在近/远地侧的表达量的比值低于ZH11,表明OsLPA4基因影响了水稻茎基部生长素的侧向运输。(3)转录组测序(RNA-seq)结果表明,与ZH11相比,重力刺激下lpa4中有254个基因发生变化(192个基因上调,62个基因下调)。GO与KEGG富集分析发现,差异基因主要与萜烯类物质的合成与代谢有关。进一步分析发现,lpa4突变体中淀粉合成及生长素合成与信号转导相关基因的表达发生显著变化。综上,本研究发现OsLPA4基因通过影响生长素的合成、运输及信号转导,从而调控水稻地上部分的重力反应和分蘖角度。