Plant Cell | 中国水稻研究所胡培松院士团队陈颖研究员与合作者揭示水稻抽穗期调控的新机制

水稻的抽穗期（开花期）是水稻从营养生长转换到生殖生长的重要标志，是决定水稻繁衍的重要农艺性状，也是人工选择的主要目标性状之一。水稻抽穗期的调控是一个极其复杂的生命过程，由基因等内在的遗传因素和光温等外界的环境因素共同决定。抽穗期的早与迟会影响水稻光合作用产物的积累，进而影响水稻灌浆时期籽粒的充实进程，最终影响水稻的产量和稻米品质。水稻抽穗期也决定了水稻品种在不同地域的适应能力和产量。因此，开展水稻抽穗期分子调控机制的研究对分子育种和农业生产具有重要的理论意义和实践意义。

近日，植物学著名期刊The Plant Cell在线发表了中国水稻研究所胡培松院士团队陈颖研究员发表题为"The tetratricopeptide repeat protein OsTPR075 promotes heading by regulating florigen transport in rice”的研究论文，揭示OsTPR075-OsFTIP1/9-RFT1/Hd3a分子模块参与水稻抽穗期的新机制，对于水稻分子遗传改良具有重要的指导意义。

在水稻抽穗的过程中，成花素Hd3a和RFT1扮演着极其重要的角色。Hd3a和RFT1分别作为短日照和长日照的主要成花素，主要由叶片合成转运到顶端分生组织促进水稻抽穗，若Hd3a和RFT1缺失后水稻无法抽穗。前期分离鉴定了水稻成花素转运蛋白OsFTIP1，发现OsFTIP1通过影响RFT1的转运影响长日照下水稻的抽穗期。突变体Osftip1在长日照条件下表现出明显的抽穗变晚的表型，而在短日照下无无明显表型，这表明短日照下可能是由其它蛋白负责Hd3a的转运。本研究通过Hd3a的蛋白互作筛选，分离鉴定到Hd3a互作蛋白OsFTIP9，通过基因编辑技术，发现其其突变体Osftip9在短日照条件下表现出明显的抽穗变晚的表型，利用免疫足迹印记和免疫胶体金示踪技术揭示了OsFTIP9影响Hd3a从叶片到伴胞细胞的转运，进而影响水稻的抽穗期。更有意思的是，研究人员还分离鉴定到了一个功能未知的TPR家族蛋白OsTPR075，发现其可以同时与OsFTIP1和OsFTIP9相互作用，并且影响了OsFTIP1-RFT1、OsFTIP9-Hd3a之间的互作强度，进而调控成花素的转运。该研究揭示了OsTPR075-OsFTIP1/9-RFT1/Hd3a分子模块调控水稻在长日照和短日照条件下的成花转变的作用机制。

张亮博士、硕士生张凡和周旋博士为该论文的第一作者，中国水稻研究所陈颖研究员、新加坡国立大学俞皓院士和浙江大学宋士勇研究员为论文的通讯作者。中国水稻研究所胡培松院士及“优质稻育种”团队对此项研究提供了巨大支持与诸多建议。该研究得到了国家自然科学基金、浙江省自然基金和新加坡国家研究基金等项目的资助。

陈颖，博士毕业于新加坡国立大学生物系，师从俞皓院士；2021年加入中国水稻研究所胡培松院士领衔的“优质稻育种团队”，中国水稻所青年英才，研究员。先后主持国家自然科学基金、中国农科院青年创新专项基金和浙江省自然科学基金等项目。主要从事重要农艺性状调控网络的解析工作，综合利用遗传学、分子生物学和生物信息学等方面的理论和技术，阐明了水稻等植物的成花素合成和转运的机制，为其它植物成花素调控机制的研究以及抽穗期与产量关系提供了借鉴和研究思路 （Plant Cell，2017,共同一作；Sci Adv，2020，第一作者；Plant Cell，2022，通讯作者）；解析了水稻高效合理应答非生物胁迫以保证胁迫应答和生长发育之间的能量平衡分配的机制（Mol Plant，2021，第一作者；J Hazard Mater, 2021，通讯作者；Mol Plant，2022，共同一作）；揭示了生长素调控花药开裂的分子机理（Nat Plants, 2018, 共同一作）。

“优质稻育种”团队现有中国工程院院士1名，正高6名。团队先后入选“农业科研杰出人才及其创新团队”和“创新人才推进计划”重点领域创新团队，主要研究方向为稻米品质改良、穗萌发、功能稻和智能育种等。陈颖研究员的主要研究方向为水稻抽穗期、穗萌发和逆境应答等的调控机制和智能育种，欢迎同学们积极报考研究生或者应聘科研助理/博后，联系方式为chenying02@caas.cn。

转自：植物科学最前沿

如有侵权，请联系本站删除！