赤霉素和脱落酸调控水稻株型的分子机制获揭示

近日，《植物细胞》（The Plant Cell）在线发表了中国农业科学院作物科学研究所万建民院士团队关于赤霉素和脱落酸系统调控水稻株型分子机制的最新研究成果。该期刊同期以“APC/CTE 系统塑造水稻株型”为题对该研究进行了亮点点评。

水稻株型是与产量密切相关的重要农艺性状，受到极其复杂的分子网络的调控，迄今仍有诸多未解之谜。脱落酸是一种胁迫反应植物激素，它通过抑制种子萌芽及幼苗生长来适应不利的环境条件。赤霉素是一种重要的促生长植物激素，可促进种子萌发、幼苗生长、开花和叶片伸展。尽管赤霉素和脱落酸拮抗调控植物的许多生长发育过程，但是赤霉素和脱落酸如何拮抗调控根发育和植物分枝（分蘖）的分子机制仍不清楚。

该团队研究发现，脱落酸通过激活SnRK2s 激酶，使水稻分蘖抑制基因（TE）磷酸化，来抑制APC/CTE 的活性，磷酸化的TE 与根生长关键促进因子OsSHR1 或分蘖关键促进因子MOC1 之间的相互作用减弱，进而稳定OsSHR1 和MOC1，最终促进根生长和分蘖。

与之相反，赤霉素可以降低SnRK2s 活性，进而促进APC/CTE 介导的OsSHR1 和MOC1 的降解，最终抑制根生长和分蘖。

因此，通过SnRK2-APC/CTE 调控模块，赤霉素和脱落酸拮抗调控APC/CTE 复合体的E3 泛素连接酶活性，进而系统调控水稻根生长、分蘖和株高，该分子机制的阐明对水稻株型改良具有重要的指导意义。

该研究得到国家重点研发项目、国家自然科学基金、国家转基因重大专项和中国农科院科技创新工程项目的资助。