近日,西南大学农学与生物科技学院水稻研究所在《New Phytologist》在线发表题为“DRB4-dependent trans-acting siRNAs regulate lemma polarity development in Rice”的研究论文,揭示了一条由DRB4介导的小RNA调控通路在水稻外稃极性建成中的关键作用,为解析水稻花器官形态建成机制及分子设计育种提供了新的理论依据。

水稻是全球最重要的粮食作物之一,其产量形成高度依赖于花器官的正常发育。外稃作为小穗最外层的保护结构,其极性建立直接影响颖花形态及产量形成。该研究鉴定了双链RNA结合蛋白DRB4在水稻外稃极性发育中的核心调控功能:DRB4通过与OsDCL4蛋白互作,介导tasiR-ARF的形成,并维持下游靶基因OsARFs的精确极性表达,从而确保外稃沿近远轴方向的正常发育。DRB4功能缺失会导致外稃形态异常,如明显变窄甚至丝状化,揭示了小RNA通路在单子叶植物花器官形态建成中的重要作用。研究最终提出“DRB4-OsDCL4-tasiR-ARF-OsARF”调控模块,从分子层面阐明了外稃极性形成的关键机制,拓展了人们对水稻花器官发育分子机制的理解。

该研究系统解析了DRB4依赖的小RNA途径在水稻外稃极性建立中的分子基础,不仅深化了对水稻外稃极性形成机制的认识,也为水稻的形态改良和高产育种提供了新的思路。
张婷教授为该论文通讯作者。博士后游静、硕士生母建妍、本科生宁炳舆为共同第一作者。研究工作得到了重庆市人才计划基金(cstc2024ycjh-bgzxm0063)、重庆市自然科学基金(CSTB2025NSCQ-LZX0020)、国家自然科学基金(U23A20184、32470354和32500292)以及重庆市研究生科研与创新项目(CYB25124)的共同资助。
论文链接:http://doi.org/10.1111/nph.71127
初审:张婷
复审:郑莉佳
终审:刘秋艳