高产揭秘——ZG科学家解析水稻分蘖角度调控机制的新进展

2019年6月12日，ZG科学院遗传与发育生物学研究所王永红研究组与李家洋研究组合作在 Molecular Plant 杂志上在线发表了题为OsBRXL4 Regulates Shoot Gravitropism and Rice Tiller Angle through Affecting LAZY1 Nuclear Localization的研究论文，揭示了水稻分蘖角度的调控新机制。

分蘖角度是禾本科植物的分蘖与主茎之间的夹角，与作物群体产量密切相关。解析水稻分蘖角度调控的分子机制对于改良水稻株型进而提高产量具有重要的理论意义和应用价值。

图1：OsBRXL4通过LA1调控水稻分蘖角度的工作模型

长期以来，研究人员主要通过遗传学手段发掘了调控水稻分蘖角度的主效QTL和调控基因。然而，分蘖角度是一个复杂的农艺性状，受到多种因素的共同调控，面对一些更具应用潜力的微效基因，单纯依靠传统的遗传学方法进行克隆非常困难。因此，寻求挖掘水稻分蘖角度调控基因的新方法成为了该领域亟待解决的重要问题。目前，已经克隆了多个调控水稻分蘖角度形成的关键基因，但对这些基因的调控机制及它们之间的遗传关系仍然缺乏系统深入的研究。

该研究通过酵母双杂交方法筛选鉴定到了LA1的互作蛋白Brevis Radix Like 4（OsBRXL4），OsBRXL4是植物特有的BRX家族成员。研究表明，水稻LA1的核定位对其功能发挥是必需的，与已经报道的拟南芥LA1的作用机制不同。OsBRXL4通过与LA1互作影响LA1的核定位，从而影响水稻的重力反应及分蘖角度。进一步研究结果显示，过量表达OsBRXL4可以减少LA1在细胞中的定位，导致水稻植株分蘖角度加大，呈现半散生的表型。该研究不仅鉴定到了调控分蘖角度的新组分，而且深入阐明了LA1与 OsBRXL4调控分蘖角度形成的新机制。

图2：通过放射性³H-IAA来研究不同水稻株型的IAA20表达水平

在该研究论文中，作者通过放射性³H-IAA研究水稻生长素的极性运输能力，利用珀金埃尔默的液闪仪MicroBeta进行定量。

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