4月7日，《植物細(xì)胞（The Plant Cell）》在線發(fā)表了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所萬(wàn)建民院士團(tuán)隊(duì)關(guān)于赤霉素和脫落酸系統(tǒng)調(diào)控水稻株型分子機(jī)制的最新研究成果。該分子機(jī)制的闡明對(duì)水稻株型改良具有重要指導(dǎo)意義。期刊同期以“APC/CTE 系統(tǒng)塑造水稻株型”為題對(duì)該研究進(jìn)行了亮點(diǎn)點(diǎn)評(píng)。
水稻株型是與產(chǎn)量密切相關(guān)的重要農(nóng)藝性狀，受到極其復(fù)雜的分子網(wǎng)絡(luò)調(diào)控，迄今仍有諸多未解之謎。該團(tuán)隊(duì)早期研究發(fā)現(xiàn)，水稻分蘗抑制基因Tiller Enhancer (TE)編碼APC/CTE E3泛素連接酶復(fù)合體的一個(gè)激活子，能夠通過(guò)介導(dǎo)水稻分蘗關(guān)鍵促進(jìn)因子MOC1的降解，進(jìn)而抑制水稻的分蘗。且TE通過(guò)介導(dǎo)脫落酸受體PYL/PYR/RCAR的降解，來(lái)介導(dǎo)赤霉素對(duì)脫落酸信號(hào)途徑的拮抗。另外，現(xiàn)有研究已經(jīng)清楚，脫落酸是一種脅迫反應(yīng)植物激素，它通過(guò)抑制種子萌芽及幼苗生長(zhǎng)來(lái)適應(yīng)不利的環(huán)境條件，而赤霉素是一種重要的促生長(zhǎng)植物激素，可促進(jìn)種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)、開花和葉片伸展，盡管赤霉素和脫落酸拮抗調(diào)控植物的許多生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程，但是赤霉素和脫落酸如何拮抗調(diào)控根發(fā)育和植物分枝（分蘗）的分子機(jī)制仍不清楚。
該研究中，科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)脫落酸通過(guò)激活SnRK2s激酶，使TE磷酸化，來(lái)抑制APC/CTE的活性，磷酸化的TE與根生長(zhǎng)關(guān)鍵促進(jìn)因子OsSHR1或分蘗關(guān)鍵促進(jìn)因子MOC1之間的互作減弱，進(jìn)而穩(wěn)定OsSHR1和MOC1，最終促進(jìn)根生長(zhǎng)和分蘗。與之相反，赤霉素可以降低SnRK2s活性，進(jìn)而促進(jìn)APC/CTE介導(dǎo)的OsSHR1和MOC1的降解，最終抑制根生長(zhǎng)和分蘗。因此，通過(guò)SnRK2-APC/CTE調(diào)控模塊，赤霉素和脫落酸拮抗調(diào)控APC/CTE復(fù)合體的E3泛素連接酶活性，進(jìn)而系統(tǒng)調(diào)控水稻根生長(zhǎng)、分蘗和株高。
該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家轉(zhuǎn)基因重大專項(xiàng)和中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目資助。（通訊員 衛(wèi)斐）
原文鏈接：http://www.plantcell.org/content/early/2020/04/07/tpc.20.00101
