The Plant Cell | 中科院分子植物卓越创新中心韩斌院士团队揭示WD40蛋白Ehd5调控水稻开花的分子机制

⽔稻（Oryza sativa）是世界⼀半以上⼈⼝的主⾷，是保障世界粮⾷安全的战略作物。开花时间（或作物的抽穗期）是水稻最重要的农艺性状之一，它决定着栽培分布和季节适应性，同时受内源遗传途径和外界环境因素（如光周期、温度、营养等）的影响。解析水稻抽穗期的遗传特征和分子调控网络，对于水稻基因组指导育种、品种选育、改良和适应具有重大意义。

2023年8月30日，The Plant Cell在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所韩斌院士、王子轩研究员团队完成的题为“The WD40 domain-containing protein Ehd5 positively regulates flowering in rice (Oryza sativa)”的研究论文，报道了Ehd5是水稻开花的正调控因子，为深入了解抽穗期的潜在分子机制提供了依据。

本研究利用改良的集群分离分析法（bulked-segregant analysis，BSA）鉴定到抽穗期基因Early heading date 5（Ehd5）。与野生型相比，ehd5突变体在短日照和长日照条件下均表现出晚花表型，且产量降低。Ehd5编码一种包含WD40结构域的蛋白，受光诱导并遵循昼夜节律表达模式。转录组分析显示，Ehd5作用于开花基因Early heading date 1（Ehd1）、RICE FLOWERING 39 LOCUS T 1（RFT1）和Heading date 3a（Hd3a）的上游。功能分析表明，Ehd5直接与 HD-ZIP Ⅳ家族转录因子Rice outermost cell-specific gene 4（Roc4）以及水稻粒数、抽穗期和株高的多效性基因Grain number, plant height, and heading date 8（Ghd8）互作，可能影响Ghd7-Ghd8复合物的形成，导致Ehd1、Hd3a和RFT1表达的增加。该发现为WD40重复序列蛋白通过上调Ehd1和Hd3a/RFT1的表达来调节水稻抽穗期和促进开花的功能提供了新见解，并且丰富了对开花时间基因遗传调控网络的理解，这在水稻适应性育种中具有潜在的应用前景。

图1. 遗传回补和过表达对Ehd5功能的验证

图2. Ehd5调控水稻开花的工作模型

中科院分子植物卓越中心/植物生理生态研究所韩斌院士、王子轩研究员、冯旗副研究员为论文共同通讯作者，研究组张雪宁、冯旗副研究员为共同第一作者，上海师范大学生命科学学院黄学辉教授等参与了该项研究。该工作得到了中国科学院、国家自然科学基金以及上海市农业发展科技项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1093/plcell/koad223

转自：“植物生物学研究”微信公众号

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