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[中国科学报]少分蘖多产出 调控水稻好株型

  近日,《植物细胞》在线发表了澳门威利斯人官方网站与南京农业大学的合作成果。该研究克隆了水稻株型发育新基因OsSHI1,并对其分子机制进行深入探究。南京农业大学博士后段二超和王益华教授为共同第一编辑,中国农科院副院长、中国工程院院士万建民为通讯编辑。

  水稻、小麦、大麦以及高粱等禾本科作物的产量主要由有效穗数、穗粒数及千粒重三因素决定,而有效穗数和穗粒数则主要由植株分蘖数及穗分枝数所决定。因此深入研究分蘖或分枝发育的调控机理,对植物株型改良、提高作物产量具有重要意义。

  研究人员鉴定了一个新的水稻株型发育突变体SHI1,其分蘖数减少、茎秆粗壮并且穗分枝数显著增加。图位克隆结果表明,目的基因OsSHI1编码植物特异转录因子,主要在腋芽及幼穗中表达。

  通过酵母双杂交筛库鉴定出一个重要的互作蛋白IPA1,即理想株型调控因子OsSPL14。IPA1对水稻株型发育的调控主要通过调控下游关键基因OsTB1及OsDEP1来实现。有趣的是,在这两个基因的启动子中均发现OsSHI1识别基序的存在,且OsSHI1可直接结合OsTB1及OsDEP1的启动子。

  在突变体SHI1中,OsTB1及OsDEP1的表达水平显著上调。进一步研究发现,OsSHI1可降低IPA1对OsTB1及OsDEP1启动子的结合能力并抑制其对下游靶基因的转录激活活性,进而协同调控水稻株型的发育。

  该研究成果从分子遗传学的角度阐明转录因子OsSHI1在水稻分蘖及穗分枝形成过程中的关键作用,对进一步通过植物株型改良进而提高作物产量具有重要引导意义。(王方)

  相关论文信息:https://doi.org/10.1105/tpc.19.00023



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