高產揭秘——中國科學家解析水稻分蘗角度調控機制的新進展
2019年6月12日，中國科學院遺傳與發育生物學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，與作物群體產量密切相關。解析水稻分蘗角度調控的分子機制對于改良水稻株型進而提高產量具有重要的理論意義和應用價值。
圖1：OsBRXL4通過LA1調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手段發掘了調控水稻分蘗角度的主效QTL和調控基因。然而，分蘗角度是一個復雜的農藝性狀，受到多種因素的共同調控，面對一些更具應用潛力的微效基因，單純依靠傳統的遺傳學方法進行克隆非常困難。因此，尋求挖掘水稻分蘗角度調控基因的新方法成為了該領域亟待解決的重要問題。目前，已經克隆了多個調控水稻分蘗角度形成的關鍵基因，但對這些基因的調控機制及它們之間的遺傳關系仍然缺乏系統深入的研究。
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揮是必需的，與已經報道的擬南芥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及分蘗角度。進一步研究結果顯示，過量表達OsBRXL4可以減少LA1在細胞中的定位，導致水稻植株分蘗角度加大，呈現半散生的表型。該研究不僅鑒定到了調控分蘗角度的新組分，而且深入闡明了LA1與 OsBRXL4調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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