畜牧家禽網(wǎng)首頁(yè) > 技術(shù)中心> 行業(yè)動(dòng)態(tài) > 李家洋研究組在水稻獨(dú)角金內(nèi)酯與細(xì)胞分裂素間的調(diào)控機(jī)理取得新進(jìn)展(圖)
畜牧家禽網(wǎng) 來(lái)源:植物科學(xué)最前沿 閱讀數(shù):
分枝是決定植物株型發(fā)育的主要決定因素,同時(shí)也是決定產(chǎn)量的重要農(nóng)藝性狀之一。植物激素,如生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素等,在調(diào)控植物株型中起到了關(guān)鍵作用。獨(dú)角金內(nèi)酯是近年來(lái)新發(fā)現(xiàn)的一種植物激素,該激素可通過(guò)抑制側(cè)芽的生長(zhǎng)在株型建成中發(fā)揮關(guān)鍵作用。對(duì)不同植物激素之間相互調(diào)控關(guān)系的解析與研究具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。
中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李家洋研究組長(zhǎng)期從事水稻株型建成調(diào)控機(jī)制的研究,對(duì)獨(dú)腳金內(nèi)酯的合成及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)進(jìn)行了系統(tǒng)深入地解析。此前他們鑒定了獨(dú)角金內(nèi)酯信號(hào)途徑中關(guān)鍵的負(fù)調(diào)控因子Dwarf53 (D53),解析了獨(dú)腳金內(nèi)酯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的“去抑制化激活”機(jī)制(Jiang et al.,Nature,2013)。最新的研究表明,獨(dú)腳金內(nèi)酯人工合成類似物rac-GR24能夠快速激活水稻細(xì)胞分裂素氧化酶/脫氫酶基因OsCKX9 (CYTOKININ OXIDASE/DEHYDROGENASE 9)的表達(dá),且該誘導(dǎo)激活依賴于D53。體內(nèi)與體外實(shí)驗(yàn)均表明OsCKX9具有分解細(xì)胞分裂素的活性。與之對(duì)應(yīng),水稻d53突變體莖基部中,OsCKX9的表達(dá)量顯著降低,細(xì)胞分裂素含量顯著升高。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),rac-GR24對(duì)細(xì)胞分裂素A型響應(yīng)調(diào)節(jié)子基因OsRR5 (RESPONSE REGULATOR 5)具有抑制效應(yīng),且這種抑制效應(yīng)依賴于OsCKX9,證明OsRR5是在OsCKX9下游的一個(gè)獨(dú)角金內(nèi)酯次級(jí)響應(yīng)基因。osckx9功能缺失突變體與過(guò)表達(dá)材料都表現(xiàn)出矮生多分蘗的表型。該研究結(jié)果首次證明了獨(dú)角金內(nèi)酯與細(xì)胞分裂素之間存在直接的調(diào)控關(guān)系,即獨(dú)角金內(nèi)酯可通過(guò)其響應(yīng)基因OsCKX9直接調(diào)控細(xì)胞分裂素水平,進(jìn)而影響細(xì)胞分裂素下游信號(hào)通路來(lái)調(diào)控水稻發(fā)育。
研究成果于近日在PNAS雜志在線發(fā)表(DOI:10.1073/pnas.1810980116)。李家洋研究組已畢業(yè)的博士研究生段靜波和副研究員余泓為該論文的共同第一作者,李家洋研究員為通訊作者。主要合作者包括中科院遺傳發(fā)育所褚金芳博士。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、科技部和中國(guó)科學(xué)院先導(dǎo)A項(xiàng)目的資助。
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