資訊 > 食品原材料 > 少分蘗多產(chǎn)出 調(diào)控水稻好株型
近日，《植物細(xì)胞》在線發(fā)表了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所與南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的合作成果。該研究克隆了水稻株型發(fā)育新基因OsSHI1，并對其分子機(jī)制進(jìn)行深入探究。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)博士后段二超和王益華教授為共同作者，中國農(nóng)科院副院長、中國工程院院士萬建民為通訊作者。
水稻、小麥、大麥以及高粱等禾本科作物的產(chǎn)量主要由有效穗數(shù)、穗粒數(shù)及千粒重三因素決定，而有效穗數(shù)和穗粒數(shù)則主要由植株分蘗數(shù)及穗分枝數(shù)所決定。因此深入研究分蘗或分枝發(fā)育的調(diào)控機(jī)理，對植物株型改良、提高作物產(chǎn)量具有重要意義。
研究人員鑒定了一個新的水稻株型發(fā)育突變體SHI1，其分蘗數(shù)減少、莖稈粗壯并且穗分枝數(shù)顯著增加。圖位克隆結(jié)果表明，目的基因OsSHI1編碼植物特異轉(zhuǎn)錄因子，主要在腋芽及幼穗中表達(dá)。
通過酵母雙雜交篩庫鑒定出一個重要的互作蛋白IPA1，即理想株型調(diào)控因子OsSPL14。IPA1對水稻株型發(fā)育的調(diào)控主要通過調(diào)控下游關(guān)鍵基因OsTB1及OsDEP1來實(shí)現(xiàn)。有趣的是，在這兩個基因的啟動子中均發(fā)現(xiàn)OsSHI1識別基序的存在，且OsSHI1可直接結(jié)合OsTB1及OsDEP1的啟動子。
在突變體SHI1中，OsTB1及OsDEP1的表達(dá)水平顯著上調(diào)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，OsSHI1可降低IPA1對OsTB1及OsDEP1啟動子的結(jié)合能力并抑制其對下游靶基因的轉(zhuǎn)錄激活活性，進(jìn)而協(xié)同調(diào)控水稻株型的發(fā)育。
該研究成果從分子遺傳學(xué)的角度闡明轉(zhuǎn)錄因子OsSHI1在水稻分蘗及穗分枝形成過程中的關(guān)鍵作用，對進(jìn)一步通過植物株型改良進(jìn)而提高作物產(chǎn)量具有重要指導(dǎo)意義。
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