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我科学家揭示控制水稻分蘖新机制

我科学家揭示控制水稻分蘖新机制

      中国农业科学院作物科学研究所万建民科研团队*新研究发现,一种新的D53核蛋白作为调控植物分蘖的**——独脚金内酯信号途径的开关,参与调控植物分蘖()的生长发育,从而为植物特别是农作物的株型改良提供了重要的理论基础,也为育种家解决水稻籼粳亚种间杂交优势利用技术难题提供了帮助。相关研究成果于1211日在线发表在《自然》上。这也是万建民科研团队继2012年在该刊上报道TE蛋白调控水稻分蘖形成机理后,在阐述植物分枝()形成机制领域的又一重大进展。

  据万建民介绍,杂交稻的推广应用被誉为第二次绿色**,但普通籼型杂交稻的单产潜力已十分有限。而籼粳亚种间杂交具有强大的杂种优势,其有效利用可实现水稻单产的再次飞跃。因此,挖掘水稻籼粳亚种间的杂交优势成为作物育种学家的重要课题。然而,籼粳交杂种普遍存在植株偏高、易倒伏等问题,使得籼粳亚种间的杂种优势利用受到了极大的限制。为攻克这一难题,科研团队从控制水稻分蘖的角度开展了探索性研究。

  独脚金内酯是一类新的调控植物分蘖的**,但该**如何调控植物分蘖的分子机理尚不清楚。万建民科研团队利用一个部分显性水稻矮化多分蘖突变体d53,通过外源**处理和内源**测定进行了独脚金内酯调控植物分蘖的机理研究。

  结果表明,d53是一个独脚金内酯不敏感突变体。通过精细定位和图位克隆,他们获得了位于水稻第11号染色体短臂末端的DWARF 53(D53)基因,该基因编码一个新的在结构上与IClp ATPase类似的核蛋白——D53蛋白。后续的功能分析发现,在独脚金内酯存在的条件下,D53蛋白可与两个已知的独脚金内酯信号分子D14D3互作形成蛋白复合体,使得D53蛋白更易被蛋白酶体系统降解,从而诱导独脚金内酯信号的响应,对植物分蘖发挥调控作用。这一结果为通过调控D53基因的表达量,影响独脚金内酯的信号转导,从而对植物分蘖发挥调控作用提供了重要依据。

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