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何光华教授团队解析水稻侧生器官极性发育机制
发布时间2021-01-24 18:16:14     作者:张婷    浏览次数: 次

近日,西南大学农学与生物科技学院、西南大学农业科学研究院何光华教授团队在《New Phytologist》在线发表了题为“LF1 regulates the lateral organs polarity development in rice” 的原创性研究论文,深度解析了水稻侧生器官极性发育的调控机制。

叶片和花器官等侧生器官的发育对水稻株型和穗型具有重要影响。近-远轴组织的模式在侧生器官的形态建成中起着至关重要的作用,这是通过近-远轴组织特性基因之间的对抗来维持的。目前,已明确III型同源结构域亮氨酸拉链(HD‐ZIP III)家族基因调控近轴面特征,然而对于HD‐ZIP III的物理相互作用或转录调控的下游基因知之甚少。

在先前的研究中,该团队鉴定了一个水稻显性突变体,lateral floret 1 (lf1)LF1编码HD-ZIP III转录因子,调控水稻三花小穗的发育,该研究一方面证实了三花小穗假说,同时也为水稻高产育种提供一条新的思路(Zhang et al., 2017),研究结果发表在国际知名期刊《PNAS》。在本研究中,lf1表现出侧生器官极性发育缺陷的表型。LF1在侧生器官中的表达受到miRNA165/166的限制,从而特异在近轴面表达。LF1可直接激活小亮氨酸拉链家族基因OsZPR4HD-ZIP II家族基因OsHOX1的表达,OsZPR4OsHOX1分别与LF1相互作用形成异源二聚体抑制LF1的转录活性。LF1通过直接调节OsYUCCA6的表达影响吲哚-3-乙酸(IAA)的含量。综上所述,LF1OsZPR4OsHOX1形成负反馈调节环,通过影响IAA含量,从而调控水稻侧生器官极性发育。研究结果为侧生器官极性发育的分子机制提供了新的见解。

副教授张婷为本文第一作者,博士生游静、硕士生张宜为共同第一作者,李云峰副教授为本文的通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金青年基金项目和中央高校业务费等项目的资助。

 

LF1调控水稻侧生器官极性发育的模式图

 

论文链接:https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/nph.17220.