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首頁» 首頁輪播» 萬建民院士團隊揭示赤霉素和脫落酸系統調控水稻株型的分子機制

  4月7日,《植物細胞(The Plant Cell)》在線發表了中國農業科學院作物科學研究所萬建民院士團隊關于赤霉素(GA)和脫落酸(ABA)系統調控水稻株型分子機制的最新研究成果。期刊同期以“APC/CTE系統塑造水稻株型”為題對該研究進行了亮點點評。

  水稻株型是與產量密切相關的重要農藝性狀,受到極其復雜的分子網絡的調控,迄今仍有諸多未解之謎。該團隊早期研究發現,水稻分蘗抑制基因Tiller EnhancerTE)編碼APC/CTE E3泛素連接酶復合體的一個激活子,能夠通過介導水稻分蘗關鍵促進因子MOC1的降解,進而抑制水稻的分蘗(Nature Communications, 2012)。且TE通過介導ABA受體PYL/PYR/RCAR的降解,來介導GA對ABA信號途徑的拮抗(Nature Communications, 2015)。另外,現有研究已經清楚,ABA是一種脅迫反應植物激素,它通過抑制種子萌芽及幼苗生長來適應不利的環境條件,而GA是一種重要的促生長植物激素,可促進種子萌發、幼苗生長、開花和葉片伸展,盡管GA和ABA拮抗調控植物的許多生長發育過程,但是GA和ABA如何拮抗調控根發育和植物分枝(分蘗)的分子機制仍不清楚。

  本研究中,該團隊發現ABA通過激活SnRK2s激酶,使TE磷酸化,來抑制APC/CTE的活性,磷酸化的TE與根生長關鍵促進因子OsSHR1或分蘗關鍵促進因子MOC1之間的互作減弱,進而穩定OsSHR1和MOC1,最終促進根生長和分蘗。與之相反,GA可以降低SnRK2s活性,進而促進APC/CTE介導的OsSHR1和MOC1的降解,最終抑制根生長和分蘗。因此,通過SnRK2-APC/CTE調控模塊,GA和ABA拮抗調控APC/CTE復合體的E3泛素連接酶活性,進而系統調控水稻根生長、分蘗和株高,該分子機制的闡明對水稻株型改良具有重要的指導意義。

  作科所林啟冰副研究員和張哲博士為論文共同第一作者,萬建民院士為論文通訊作者。該研究是萬建民院士團隊通過長期系統研究,在水稻株型方面取得的又一重要進展,之前的研究相繼發表在《自然(Nature)》《自然通訊(Nature Communications)》和《植物細胞(Plant Cell)》等雜志上。研究得到了國家重點研發項目、國家自然科學基金、國家轉基因重大專項和中國農科院科技創新工程項目的資助。

  原文鏈接:http://www.plantcell.org/content/early/2020/04/07/tpc.20.00101



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