The Crop Journal | 杭州师范大学揭示BEAR1调控水稻苗期发育的分子机制

以下文章来源于The Crop Journal

水稻是我国的主要粮食作物。随着劳动力成本的增加，越来越多的水稻耕作采用种子直播模式代替传统的育秧插秧模式，大大提高了劳动生产效率。为了应对栽培模式的转换，急需从分子水平解析水稻早期快速出水的机制并应用于分子育种，创制一批可与种子直播栽培模式配套的水稻新品种。因此，解析水稻早期株型发育的分子调控机制不但有重要的生物学意义，更可为适应直播栽培模式的水稻育种提供理论指导。

近日，杭州师范大学在The Crop Journal在线发表了题为“BEAR1, a bHLH transcription factor, controls seedling growth by regulating gibberellins biosynthesis in rice”的研究论文，作者通过对水稻转录因子RNAi库的筛选，鉴定到一个调控苗期株高的bHLH类转录因子BEAR1，并对其分子机制进行了深入研究。

研究人员发现，BEAR1的RNAi材料及bear1敲除突变体都表现出苗期株高增加的表型（图1）。相关基因表达差异分析显示，赤霉素合成相关基因在bear1中显著上调，这与bear1中赤霉素的含量增加相一致。赤霉素与多效唑处理进一步确认了bear1突变体的表型与赤霉素的关系。研究者通过酵母单杂交、ChIP q-PCR及荧光素酶活性检测实验，揭示了BEAR1转录因子通过与赤霉素合成途径重要基因OsKS4启动子的结合调控OsKS4的表达（图2）。对水稻3000份种质资源中BEAR1的单倍型进行分析，发现BEAR1在籼稻和粳稻中截然不同，且单倍型与苗期株高显著相关，暗示在水稻驯化过程中BEAR1受到了强烈选择（图3）。该研究揭示了水稻早期发育的分子调控机制，为适应直播栽培模式的水稻育种提供了基因资源。

作者和基金项目

杭州师范大学滕炎桐博士和蔡茂红讲师为该文共同第一作者，陈涛教授为通信作者。该研究得到国家自然科学基金项目（32071932）、浙江省自然科学基金项目（LQ22C130001）和杭州师范大学研究专项（2019QDL015）资助。杭州师范大学作物分子改良团队长期致力于植物耐逆机制研究，在New Phytologist、Plant Physiology等期刊发表多篇高水平研究论文。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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