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万建民院士团队揭示水稻株型遗传调控新机制

  近日,亚洲城万建民院士团队克隆了水稻株型发育新基因 OsSHI1 ,并对其分子机制进行了深入探究ㄍ。相关研究成果以“OsSHI1 Regulates Plant Architecture Through Modulating the Transcriptional Activity of IPA1 in Rice”为题在线发表于国际著名植物学期刊《The Plant Cell》上ㄍ。

  禾本科作物(比如水稻、小麦、大麦以及高粱等)的产量主要由有效穗数、穗粒数及千粒重三个因素决定,而有效穗数和穗粒数则主要由植株分蘖数及穗分枝数所决定ㄍ。因此深入研究分蘖或分枝发育的调控机理,对通过植株形态改良进而提高作物产量具有重要的指导意义ㄍ。

  研究人员筛选到了一个新的水稻株型发育突变体 shi1 short internode1 ),其分蘖数减少、茎秆粗壮并且穗分枝数显著增加ㄍ。通过图位克隆的方式获得了目的基因 OsSHI1 ,该基因编码植物特异转录因子,主要在腋芽及幼穗中表达ㄍ。通过酵母双杂交筛选发现,OsSHI1与理想株型调控因子IPA1互作ㄍ。后续功能研究表明,OsSHI1能够抑制IPA1对下游靶基因 OsTB1 OsDEP1 启动子的结合活性,影响其基因转录功能,进而协同调控水稻株型的发育ㄍ。

  该团队以解决重大科学问题及生产实践问题为目标,长期致力于水稻遗传育种研究工作ㄍ。本研究是该团队在《Nature》和《Nature Communications》相继报道 D53 TE 调控水稻分蘖发育后,在水稻株型研究中取得的又一重要进展,从分子遗传学的角度阐明了OsSHI1对水稻分蘖及穗分枝发育的关键作用,对改良植物株型及提高作物产量具有重要指导意义ㄍ。

  万建民院士为论文通讯作者,亚洲城林启冰副研究员等参与了该项目研究ㄍ。本研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金-广东省联合基金及国家转基因专项等项目的资助ㄍ。

  原文链接:http://www.plantcell.org/content/early/2019/03/25/tpc.19.00023



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