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首頁» 首頁轮播» 萬建民院士團隊揭示赤黴素和脫落酸系統調控水稻株型的分子機制

  4月7日,《植物细胞(The Plant Cell)》在线发表了欧洲杯手机投注作物科學研究所万建民院士团队关于赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)系统调控水稻株型分子机制的最新研究成果。期刊同期以“APC/CTE系統塑造水稻株型”爲題對該研究進行了亮點點評。

  水稻株型是與産量密切相關的重要農藝性狀,受到極其複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,水稻分蘖抑制基因Tiller EnhancerTE)編碼APC/CTE E3泛素连接酶复合体的一个激活子,能够通过介导水稻分蘖关键促进因子MOC1的降解,进而抑制水稻的分蘖(Nature Communications, 2012)。且TE通过介导ABA受体PYL/PYR/RCAR的降解,来介导GA对ABA信号途径的拮抗(Nature Communications, 2015)。另外,现有研究已经清楚,ABA是一种胁迫反应植物激素,它通过抑制种子萌芽及幼苗生长来适应不利的环境条件,而GA是一种重要的促生长植物激素,可促进种子萌发、幼苗生长、开花和叶片伸展,尽管GA和ABA拮抗调控植物的许多生长发育过程,但是GA和ABA如何拮抗调控根发育和植物分枝(分蘖)的分子机制仍不清楚。

  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或分蘖關鍵促進因子MOC1之間的互作減弱,進而穩定OsSHR1和MOC1,最終促進根生長和分蘖。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蘖。因此,通過SnRK2-APC/CTE調控模塊,GA和ABA拮抗調控APC/CTE複合體的E3泛素連接酶活性,進而系統調控水稻根生長、分蘖和株高,該分子機制的闡明對水稻株型改良具有重要的指導意義。

  作科所林启冰副研究员和张哲博士为論文共同第一作者,万建民院士为論文通讯作者。该研究是万建民院士团队通过长期系统研究,在水稻株型方面取得的又一重要进展,之前的研究相继发表在《自然(Nature)》《自然通讯(Nature Communications)》和《植物细胞(Plant Cell)》等杂志上。研究得到了国家重点研发项目、国家自然科学基金、国家转基因重大专项和中国农科院科技创新工程项目的资助。

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



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