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《罗小金课题组揭示油菜素甾醇和生长素协同调控水稻株高和粒长的分子机制》

  • 来源专题：转基因生物新品种培育
  • 编译者： 姜丽华
  • 发布时间：2023-04-05

  • 株高和粒型是决定水稻产量的两个重要的农艺性状，油菜素甾醇（BR）在水稻株高和粒型的调控中发挥着重要的作用。目前，水稻中已有较多的BR合成或信号通路相关的基因被克隆，也揭示了部分株高与粒型调控相关的机制，但期间的分子调控网络复杂，仍许多未知有待进一步研究。此外，BR也会与其他激素（如生长素）协同调控水稻株高和粒型，但其中的机制仍然知之甚少。

    2023年3月24日，复旦大学罗小金课题组在Frontiers in Plant Science在线发表了题为“The identification and characterization of a plant height and grain length related gene hfr131 in rice”的研究论文。该研究采用功能基因组和群体基因组相结合的方法，揭示了BR与生长素协调调控水稻株高和粒型的机制，发现了有利于提高水稻产量的优势单倍型组合。

    该研究以长雄野生稻（Oryza longistaminata）和籼稻187R为遗传材料，构建并鉴定到了一个株高显著变矮、粒长显著变短的近等基因系NIL-hfr131，通过精细定位和基因表达验证，发现hfr131是水稻BR受体基因OsBRI1的新等位基因。在NIL-hfr131的转录组数据中发现多个与赤霉素和生长素相关的基因表达水平发生了显著的变化，表明hfr131可能通过协调多种激素调控水稻株高和粒长。生长素响应因子OsARF17被发现是HFR131的上游调控基因，OsARF17敲除或过表达株系与NIL-hfr131或HFR131过表达株系在株高和粒长上具有相似的表型，结合酵母单杂、ChIP、qPCR等实验进一步证实了OsARF17能够与HFR131启动子区结合，促进HFR131的表达，且OsARF17敲除株系对BR的敏感性显著下降，表明OsARF17-HFR131能够沟通BR和生长素来调节水稻株高和粒长。此外，利用RFGB（https://www.rmbreeding.cn）对OsARF17和HFR131单倍型进行二因素分析，发现OsAFR17Hap1/HFR131Hap6单倍型组合能最为显著的增加水稻粒长，为高效的分子育种提供了重要的分子依据。

    复旦大学在读硕士生蓝登勇和上海农科院曹黎明研究员为该论文的并列第一作者，复旦大学罗小金研究员和王莹青年副研究员为共同通讯作者。该研究受到国家自然科学基金、上海市教委科研创新计划和上海市启明星计划等项目的资助。

    论文链接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2023.1152196/full

  • 原文来源：https://life.fudan.edu.cn/70/81/c28140a487553/page.htm
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