近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所萬建民院士團(tuán)隊(duì)與南京農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻所合作，解析了OsSHI1作為一個(gè)轉(zhuǎn)錄調(diào)控中樞，通過整合多種植物激素途徑，進(jìn)而協(xié)調(diào)水稻生長及耐逆的分子機(jī)制。2023年5月18日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《植物細(xì)胞（The Plant Cell）》上。

 

　　植物協(xié)調(diào)生長發(fā)育與環(huán)境脅迫適應(yīng)（耐逆）的能力對(duì)植物生存至關(guān)重要，該能力受復(fù)雜的基因表達(dá)轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)及激素交互作用所控制。目前關(guān)于植物如何精確調(diào)控生長發(fā)育與耐逆的分子機(jī)制理解仍然不清楚。深入研究植物生長及耐逆的協(xié)同調(diào)控機(jī)理，對(duì)提高作物環(huán)境適應(yīng)能力保障糧食安全具有重要指導(dǎo)意義。

 

　　在前期研究中，該團(tuán)隊(duì)通過一個(gè)水稻株型發(fā)育突變體 shi1 （ short internode1 ）克隆了水稻株型發(fā)育調(diào)控基因 OsSHI1 ，并初步闡明其通過影響 IPA1 轉(zhuǎn)錄活性進(jìn)而控制水稻分蘗及穗分枝的分子機(jī)制（The Plant Cell，2019）。本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)， shi1 突變體表現(xiàn)出對(duì)生長素敏感性降低、對(duì)油菜素內(nèi)酯不敏感以及對(duì)脫落酸高度敏感等激素表型。生化研究發(fā)現(xiàn)，OsSHI1可以直接調(diào)控生長素、油菜素內(nèi)酯合成相關(guān)基因如 OsYUCCAs 和 D11 以及脫落酸信號(hào)調(diào)控基因 OsNAC2 表達(dá)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)三類激素信號(hào)的調(diào)控。反之，上述激素也可通過其關(guān)鍵響應(yīng)因子如ARF、bZIP及LIC等來調(diào)控 OsSHI1 的表達(dá)。此外，OsSHI1也可直接抑制自身編碼基因的轉(zhuǎn)錄。這些結(jié)果表明，OsSHI1作為一個(gè)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)中樞，通過整合多種植物激素的生物合成與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及它們之間的反饋調(diào)節(jié)，最終協(xié)調(diào)水稻生長及耐逆過程。該研究成果為協(xié)同改良農(nóng)作物株型及耐逆性提供了重要基因資源和理論依據(jù)。