近日，《植物細(xì)胞》（The Plant Cell）在線發(fā)表了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所萬建民院士團(tuán)隊(duì)關(guān)于赤霉素和脫落酸系統(tǒng)調(diào)控水稻株型分子機(jī)制的最新研究成果。該期刊同期以“APC/CTE 系統(tǒng)塑造水稻株型”為題對(duì)該研究進(jìn)行了亮點(diǎn)點(diǎn)評(píng)。

水稻株型是與產(chǎn)量密切相關(guān)的重要農(nóng)藝性狀，受到極其復(fù)雜的分子網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控，迄今仍有諸多未解之謎。脫落酸是一種脅迫反應(yīng)植物激素，它通過抑制種子萌芽及幼苗生長來適應(yīng)不利的環(huán)境條件。赤霉素是一種重要的促生長植物激素，可促進(jìn)種子萌發(fā)、幼苗生長、開花和葉片伸展。盡管赤霉素和脫落酸拮抗調(diào)控植物的許多生長發(fā)育過程，但是赤霉素和脫落酸如何拮抗調(diào)控根發(fā)育和植物分枝（分蘗）的分子機(jī)制仍不清楚。

該團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，脫落酸通過激活SnRK2s 激酶，使水稻分蘗抑制基因（TE）磷酸化，來抑制APC/CTE 的活性，磷酸化的TE 與根生長關(guān)鍵促進(jìn)因子OsSHR1 或分蘗關(guān)鍵促進(jìn)因子MOC1 之間的相互作用減弱，進(jìn)而穩(wěn)定OsSHR1 和MOC1，最終促進(jìn)根生長和分蘗。

與之相反，赤霉素可以降低SnRK2s 活性，進(jìn)而促進(jìn)APC/CTE 介導(dǎo)的OsSHR1 和MOC1 的降解，最終抑制根生長和分蘗。

因此，通過SnRK2-APC/CTE 調(diào)控模塊，赤霉素和脫落酸拮抗調(diào)控APC/CTE 復(fù)合體的E3 泛素連接酶活性，進(jìn)而系統(tǒng)調(diào)控水稻根生長、分蘗和株高，該分子機(jī)制的闡明對(duì)水稻株型改良具有重要的指導(dǎo)意義。

該研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金、國家轉(zhuǎn)基因重大專項(xiàng)和中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目的資助。