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[工人日报] 水稻开花期是如何被分子模块调控的?

发布时间:2022-07-11 |来源: 工人日报 2022年7月11日|作者:黄哲雯
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  图片说明:OsTPR075-OsFTIP1/9组成的分子模块介导成花素的转运,进而调控水稻抽穗期(中国水稻研究所供图)

 

  中国水稻研究所胡培松院士团队,于近日研究揭示了OsTPR075-OsFTIP1/9-RFT1/Hd3a分子模块调控水稻抽穗期的新机制,对于水稻分子遗传改良具有重要的指导意义。相关研究结果在线发表在《植物细胞(The Plant Cell)》。

  水稻的抽穗期(开花期)是水稻从营养生长转换到生殖生长的重要标志,是决定水稻繁衍的重要农艺性状,也是人工选择的主要目标性状之一。水稻抽穗期的调控是一个极其复杂的生命过程,由基因等内在的遗传因素和光温等外界的环境因素共同决定。抽穗期的早与迟会影响水稻光合作用产物的积累,进而影响水稻灌浆期籽粒的充实进程,最终影响水稻的产量和稻米品质,同时也决定了水稻品种在不同地域的适应能力和产量。因此,开展水稻抽穗期分子调控机制的研究,对分子育种和农业生产具有重要的理论意义和实践意义。

  在水稻抽穗的过程中,成花素Hd3a和RFT1扮演着极其重要的角色。Hd3a和RFT1分别作为短日照和长日照的主要成花素,主要由叶片合成转运到顶端分生组织促进水稻抽穗,如果Hd3a和RFT1缺失,水稻则无法抽穗。研究团队在前期分离鉴定了水稻成花素转运蛋白OsFTIP1,发现OsFTIP1通过影响RFT1的转运,影响长日照下水稻的抽穗期。突变体Osftip1在长日照条件下表现出明显的抽穗变晚的表型,而在短日照下无明显表型,这表明短日照下可能是由其他蛋白负责Hd3a的转运。该研究通过Hd3a的蛋白互作筛选,分离鉴定到Hd3a互作蛋白OsFTIP9,通过基因编辑技术,发现其突变体Osftip9在短日照条件下表现出明显的抽穗变晚的表型,利用免疫足迹印记和免疫胶体金示踪技术揭示了OsFTIP9影响Hd3a从叶片到伴胞细胞的转运,进而影响水稻的抽穗期。

  同时,研究人员还分离鉴定到一个功能未知的TPR家族蛋白OsTPR075,发现其可以同时与OsFTIP1和OsFTIP9相互作用,并且影响了OsFTIP1-RFT1、OsFTIP9-Hd3a之间的互作强度,进而调控成花素的转运。该研究揭示了OsTPR075-OsFTIP1/9-RFT1/Hd3a分子模块调控水稻在长日照和短日照条件下的成花转变的作用机制。

(单位: 中国农业科学院中国水稻研究所)
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