近日，《植物細胞》（The Plant Cell）在線發(fā)表了中國農業(yè)科學院作物科學研究所萬建民院士團隊關于赤霉素和脫落酸系統(tǒng)調控水稻株型分子機制的最新研究成果。該期刊同期以“APC/CTE 系統(tǒng)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。脫落酸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(huán)境條件。赤霉素是一種重要的促生長植物激素，可促進種子萌發(fā)、幼苗生長、開花和葉片伸展。盡管赤霉素和脫落酸拮抗調控植物的許多生長發(fā)育過程，但是赤霉素和脫落酸如何拮抗調控根發(fā)育和植物分枝（分蘗）的分子機制仍不清楚。
該團隊研究發(fā)現(xiàn)，脫落酸通過激活SnRK2s激酶，使水稻分蘗抑制基因（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之間的相互作用減弱，進而穩(wěn)定OsSHR1和MOC1，最終促進根生長和分蘗。
與之相反，赤霉素可以降低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，赤霉素和脫落酸拮抗調控APC/CTE復合體的E3泛素連接酶活性，進而系統(tǒng)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。
該研究得到國家重點研發(fā)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(chuàng)新工程項目的資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1105/tpc.20.00101
