高產(chǎn)揭秘——中國科學(xué)家解析水稻分蘗角度調(diào)控機制的新進展
2019年6月12日，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所王永紅研究組與李家洋研究組合作在 Molecular Plant 雜志上在線發(fā)表了題為OsBRXL4 Regulates Shoot Gravitropism and Rice Tiller Angle through Affecting LAZY1 Nuclear Localization的研究論文，揭示了水稻分蘗角度的調(diào)控新機制。
分蘗角度是禾本科植物的分蘗與主莖之間的夾角，與作物群體產(chǎn)量密切相關(guān)。解析水稻分蘗角度調(diào)控的分子機制對于改良水稻株型進而提高產(chǎn)量具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
圖1：OsBRXL4通過LA1調(diào)控水稻分蘗角度的工作模型
長期以來，研究人員主要通過遺傳學(xué)手段發(fā)掘了調(diào)控水稻分蘗角度的主效QTL和調(diào)控基因。然而，分蘗角度是一個復(fù)雜的農(nóng)藝性狀，受到多種因素的共同調(diào)控，面對一些更具應(yīng)用潛力的微效基因，單純依靠傳統(tǒng)的遺傳學(xué)方法進行克隆非常困難。因此，尋求挖掘水稻分蘗角度調(diào)控基因的新方法成為了該領(lǐng)域亟待解決的重要問題。目前，已經(jīng)克隆了多個調(diào)控水稻分蘗角度形成的關(guān)鍵基因，但對這些基因的調(diào)控機制及它們之間的遺傳關(guān)系仍然缺乏系統(tǒng)深入的研究。
該研究通過酵母雙雜交方法篩選鑒定到了LA1的互作蛋白Brevis Radix Like 4（OsBRXL4），OsBRXL4是植物特有的BRX家族成員。研究表明，水稻LA1的核定位對其功能發(fā)揮是必需的，與已經(jīng)報道的擬南芥LA1的作用機制不同。OsBRXL4通過與LA1互作影響LA1的核定位，從而影響水稻的重力反應(yīng)及分蘗角度。進一步研究結(jié)果顯示，過量表達OsBRXL4可以減少LA1在細胞中的定位，導(dǎo)致水稻植株分蘗角度加大，呈現(xiàn)半散生的表型。該研究不僅鑒定到了調(diào)控分蘗角度的新組分，而且深入闡明了LA1與 OsBRXL4調(diào)控分蘗角度形成的新機制。
圖2：通過放射性³H-IAA來研究不同水稻株型的IAA20表達水平
在該研究論文中，作者通過放射性³H-IAA研究水稻生長素的極性運輸能力，利用珀金埃爾默的液閃儀MicroBeta進行定量。
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水稻分蘗
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