【Plant Cell】突破！中国农科院童红宁组揭示水稻节间调控的分子机制

油菜素类固醇 (BR) 植物激素在调节水稻的节间伸长中起着至关重要的作用。2022年7月5日，The Plant Cell在线发表了来自中国农科院作物科学研究所童红宁课题组题为“Rice DWARF AND LOW-TILLERING and the homeodomain protein OSH15 interact to regulate internode elongation via orchestrating brassinosteroid signaling and metabolism”的研究论文，该研究表明水稻的DLT基因与在下部节间表达的OSH15 相互作用直接靶向油菜素类固醇受体基因 OsBRI1 ，通过调节油菜素类固醇信号传导和代谢来调节水稻节间伸长。

水稻稻秆由 5-7 个节间组成，这些节间的长度决定了植物的高度和抗风能力，这对田间性能至关重要。油菜素类固醇 (BR) 激素参与调节植物高度，因为 BR 合成或信号传导的缺陷（如 BR 受体基因 (OsBRI1) 中的突变体）通常会导致水稻矮小。然而现在仍然不清楚 BR 是如何参与调节水稻节间的生长，因此，该研究通过大规模筛选BR 信号缺陷弱突变体dlt 节间组织模式改变的突变体。

该研究鉴定到了两个dlt增强突变体，与最上节间 (IN1) 相比，它们显示出下节间更严重的缩短。两种突变体都携带ORYZA SATIVA HOMEOBOX 15 ( OSH15 ) 的等位基因，具有缩短的下部节间但不缩短 IN1。与突变表型一致，OSH15在较低的节间，特别是在 IN2 中，表达比 IN1 强得多，而 DLT 显示相反的表达模式。osh15单突变体的BR 敏感性受损，同时幼苗中BR 合成增强。进一步研究表明OSH15 可以直接与 DLT 相互作用，形成蛋白质复合物来调节 BR 含量和 BR 信号传导。研究表明DLT-OSH15 直接结合 OsBRI1 的启动子以促进基因表达。因此，蛋白质复合物在不同的节间具有不同的水平，对BR水平和调节节间组织的信号传导产生不同的影响。

综上所述，该研究发现DLT 与在下部节间起作用的 OSH15 相互作用，通过协调 BR 信号传导和代谢来调节水稻节间伸长。DLT-OSH15-OsBRI1 模块的发现，有助于未来使用 BR 相关基因来设计株高和谷物大小，从而生产出具有更高谷物产量和抗倒伏性的新作物。

论文链接：https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koac196/6631233?login=true

转自：iPlants

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