10月9日，中國農業科學院作物科學研究所作物功能基因組研究創新團隊發現了水稻細胞分裂素受體調控水稻穗型的分子機制，提出了細胞分裂素受體介導的正反饋調控模型，為水稻穗型改良提供了新的理論基礎。相關研究成果發表在《植物細胞（The Plant Cell）》上。 　　細胞分裂素是調控植物生長發育的重要激素之一，對水稻穗型改良和產量提高具有重要作用。當前，相關研究主要集中在細胞分裂素的穩態方面，已鑒定到的眾多水稻穗發育相關基因主要通過調控細胞分裂素合成和代謝基因來調節細胞分裂素的含量，進而影響穗型結構。然而，關于細胞分裂素信號的研究則較少，在水稻中細胞分裂素信號究竟如何影響水稻穗發育，其下游有哪些基因仍不清楚。 　　該研究從淮稻5號的輻射突變體庫中篩選到一個短穗突變體，該突變體穗子變短，一級枝梗數、二級枝梗數和穗粒數均降低。與野生型相比，該突變體的頂端分生組織變小，進入生殖生長期后，枝梗原基數也減少。研究發現，控制該性狀的候選基因編碼細胞分裂素受體OHK4，在突變體中，OHK4發生了兩個氨基酸的缺失，使其不能二聚化，導致其對細胞分裂素的結合能力降低。進一步研究發現，轉錄因子OsRR21在突變中對細胞分裂素的磷酸化響應減弱，并且已報道的穗型調控基因IPA1能夠被OsRR21轉錄激活調控。另外還發現，轉錄因子IPA1能夠激活OHK4的表達。以上研究表明，OHK4-OsRR21-IPA1在水稻穗發育中形成一個正反饋調控環，這一結果闡明了細胞分裂素信號調控水稻穗型的重要機制，為水稻穗型改良提供了新的理論基礎和基因資源。 　　作科所博士后淳雁、副研究員房靜靜、俄羅斯科學院葉卡捷琳娜·薩維利耶娃博士和謝爾蓋·洛博士為該論文的共同第一作者。作科所李學勇研究員和俄羅斯科學院喬治·羅曼洛夫教授為共同通訊作者。該研究得到國家重點研發計劃、山東省農業良種工程、中國博士后科學基金和中國農業科學院科技創新工程等項目的資助。 　　文章鏈接：/file/upload/2023-10-16/zyipbu5v5cp