赤霉素和脱落酸调控水稻株型的分子机制获揭示

最近，《植物细胞》在线发表了万建民院士团队关于赤霉素和脱落酸系统调节水稻株型的分子机制的最新研究成果。与此同时，该杂志还对“APC/CTE系统塑造水稻株型”课题的研究亮点进行了评论。

水稻株型是与产量密切相关的重要农艺性状。它受极其复杂的分子网络控制，仍然有许多未解之谜。脱落酸是一种对压力做出反应的植物激素。它通过抑制种子萌发和幼苗生长来适应不利的环境条件。赤霉素是一种重要的促生植物激素，能促进种子萌发、幼苗生长、开花和叶片伸长。尽管赤霉素和脱落酸拮抗和调节植物的许多生长和发育过程，但赤霉素和脱落酸如何拮抗和调节根发育和植物分枝(分蘖)的分子机制仍不清楚。

研究小组发现，脱落酸通过激活SnRK2s激酶和磷酸化水稻分蘖抑制基因(TE)来抑制APC/CTE活性。磷酸化的te与根生长关键启动子OsSHR1或分蘖关键启动子MOC1之间的相互作用减弱，从而稳定OsSHR1和MOC1，并最终促进根生长和分蘖。

相比之下，赤霉素可降低SnRK2s活性，从而促进APC/CTE介导的OsSHR1和MOC1的降解，并最终抑制根生长和分蘖。

因此，通过SnRK2-APC/CTE调节模块，赤霉素和脱落酸拮抗和调节APC/CTE复合体的E3泛素连接酶活性，从而系统地调节水稻根系生长、分蘖和株高。阐明这一分子机理对水稻株型改良具有重要的指导意义。

该研究由国家重点研发项目、国家自然科学基金、国家重大转基因项目和中国农业科学院科技创新项目资助。

相关论文信息:https://doi.org/10.1105/tpc.20.00101