蓖麻是世界十大油料作物之一,蓖麻花序是影响其产量的重要因素。本实验室前期研究表明PIP5K基因家族(PIP5Ks)6个基因与蓖麻Lm型雌性系花序发育相关,PIP5K11基因在拟南芥异源过表达中有相对较高的表达量。为了确定PIP5K11基因在蓖麻Lm型雌性系中的功能,本研究以Lm型雌性系的a Lm AB2品系为试验材料,对PIP5K11基因进行生物信息学分析及亚细胞定位,预测其功能及在细胞中的表达部位。在蓖麻中过表达和敲除PIP5K11基因,确定对蓖麻发育的影响;通过RT-q PCR技术确定PIP5K11基因过表达和敲除抗性植株中PIP5K家族其他基因的表达情况,推测该基因与同家族其他基因的相互关系。对过表达与敲除突变型植株进行转录组学和靶向代谢组学研究,进一步分析该基因对其他基因和代谢物的影响。主要研究结果如下:生物信息学分析与亚细胞定位结果hand infections表明:蓖麻PIP5K11基因序列全长为1845 bp,CDS为1 188 bp;PIP5K11蛋白在洋葱表皮的细胞膜上表达,与生物信息学分析预测PIP5K11蛋白质位于细胞膜表面相吻合。基因过表达与敲除研究结果Wnt-C59分子式表明:在蓖麻中过表达PIP5K11基因,共获得了2株抗性植株(G11-1、G11-2),均为标雌花序类型;G11-1、G11-2与同种花序类型野生型(WT-1)相比,表达量显著上调。与WT-1相比,主茎穗开花提前,次级分枝的生长发育被抑制;花序发育后期,果实更成熟、种子更饱满、光泽度更高;成熟种子萌发率更高,胚根更长。在蓖麻中敲除PIP5K11基因,共获得了2株抗性植株(Q11-1、Q11-2),均为两性花序类型;Q11-1、Q11-2与同种花序类型野生型(WT-2)相比,表达量显著下调。与WT-2相比,主茎穗开花延迟,次级分枝的生长PLX4032供应商发育被抑制;开花后雄花花粉生物活力降低;花序发育后期,种子粒小皱缩,饱和度、光泽度较差;成熟种子萌发率降低。当PIP5K11基因过表达时,PIP5K1和PIP5K9的表达量显著下调,PIP5K2、PIP5K6和PIP5K8的表达量均显著上调;当该基因敲除时,其他5个基因的表达量均显著下调。PIP5K11基因过表达与敲除突变型植株的转录组学和靶向代谢组学联合分析结果表明:差异基因和差异代谢物主要在植物激素信号转导通路中表达。在植物激素信号转导通路(ko04075)中参与激素调控的AUX1、TIR1、ARF、DELLA、GID1及转录因子(TF)、PYR/PYL、PP2C、Sn RK2等基因与PIP5K11基因具有相同或相反表达模式,表明这些基因可能通过调控PIP5K11等基因参与植物生长发育过程。上述表明蓖麻PIP5K11基因在蓖麻花序发育过程中具有重要的调控功能。