株高和粒形是与作物产量密切相关的两个重要农艺性状。本研究中,我们从小麦偃展1号EMS诱变突变体库中鉴定到一个矮杆圆粒突变体dwarGSK J4临床试验f and round grain 1–dominant(drg1-D),相较于野生型YZ1,突变体全生育期株高均矮于野生型,籽粒变短呈近圆形。对drg1-D组织学观察发现其农艺性状的变化是由于其细胞形状改变和无规则排列所致。遗传selleck合成分析表明drg1-D的性状是由一对不完全显性基因控制的。作者通过图位克隆的方法,利用10th12(CIMMYT)×drg1-D的F_(2:3)分离群体(包含1544个单株)和内乡188(NX188)×drg1-D的F2:3分离群体(包含17065个单bioethical issues株),将候选基因定位在染色体1D短臂末端约275 Kb区段内,该区段内有7个高置信度基因和2个低置信度基因。通过对候选区段内基因的测序与分析,发现只有TraesCS1D02G020000基因的第三个外显子上存在一个碱基的突变(G625A),造成了氨基酸的改变(Glu209Lys)。对该候选基因进行遗传互补和基因编辑实验,转基因gdrg1-D株系的株高比对照株系降低62.2%、籽粒长度减少34.7%;CRISPER/Cas9基因编辑株系的株高比对照株系降低24.2%,籽粒长度缩短18.5%。综上表明含有SNPG625A的TraesCS1D02G020000基因是造成突变体表型的drg1-D基因。DRG1基因全长1562bp,编码一个参与微丝形成的肌动蛋白。蛋白结构分析表明DRG1蛋白的第209位谷氨酸在被检测的物种中均十分保守,它的突变会影响微丝延伸的方向和微丝聚合的稳定性。利用鬼笔环肽标记微丝发现突变体内成束的微丝明显减少,微丝荧光强度和偏度明显降低。Western Blot检测发现野生型和突变体中GActin含量没有明显的差异,LCI实验和蛋白成核实验进一步证明突变的DRG1E209K单体蛋白仍然可以聚合,但严重干扰微丝形成的数量和速率。突变体drg1-D还表现出典型的BR缺陷的表型,但能对高浓度的BR响应;BR响应基因的表达量在突变体中相对于野生型有显著变化;激素含量测定表明突变体内的BR激素含量显著增加;囊泡染色的结果进一步显示,突变体内的囊泡呈明显的局部堆积,无法正常运输。这些结果表明突变的微丝很可能干扰了BR激素或其信号转导蛋白的运输,进而影响了细胞的生长发育。