近日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院教師占華東在Plant Physiology在線發(fā)表了題為“The brassinosteroid signaling-related ILI-OsAIF-OsbHLH92 transcription factor module antagonistically controls leaf angle and grain size in rice”的研究論文，揭示了ILIs-OsAIFs-OsbHLH92模塊拮抗調(diào)控水稻油菜素甾醇信號和株型粒型形成的新途徑。
ILI非典型bHLH轉(zhuǎn)錄因子（atypical bHLH，又稱HLH）是水稻油菜素甾醇信號不可或缺的核心組分，此前ILI被報道通過與HLH因子OsbHLH157和OsbHLH158互作拮抗調(diào)控水稻BR信號（Liu et al., Plant Physiology, 2024）。在本研究中，進一步鑒定到兩個新的ILI互作因子OsbHLH176和OsbHLH178。序列比對和進化分析顯示OsbHLH176和OsbHLH178屬于AIF (ATBS1-INTERACTING FACTOR)類HLH蛋白，因此將它們分別命名為OsAIF1和OsAIF2。遺傳和生理分析證實OsAIF1和OsAIF2是水稻BR信號途徑的關(guān)鍵負調(diào)控因子，osaif敲除突變體表現(xiàn)出葉夾角和籽粒增大表型，而OsAIF過量表達轉(zhuǎn)基因水稻材料則具有顯著的植株矮化、葉片直立和籽粒變小等BR缺陷特征。
OsAIF1和OsAIF2與ILI亞家族八個成員都直接互作，基于ili/osaif五突變體的遺傳分析表明ILI與OsAIF彼此拮抗。在轉(zhuǎn)錄水平，OsAIF1和OsAIF2受OsBZR1調(diào)控，OsBZR1能夠與OsAIF1和OsAIF2啟動子接合而抑制其表達。進一步生化分析顯示OsAIF1和OsAIF2與水稻BR信號正調(diào)控因子OsbHLH92互作。凝膠阻滯和雙熒光素酶報告基因檢測分析表明ILI、OsAIF和OsbHLH92形成三重拮抗復(fù)合體。在該拮抗模塊中，OsbHLH92作為具有DNA結(jié)合活性的bHLH轉(zhuǎn)錄因子直接與下游靶基因啟動子結(jié)合；OsAIF負調(diào)控HLH因子通過與OsbHLH92互作而抑制其DNA結(jié)合活性；另一方面，ILI正調(diào)控HLH因子又借助與OsAIF互作而解除其對OsbHLH92的抑制，正是憑借這種精密的多重拮抗機制實現(xiàn)對水稻BR信號和株型粒型的精準調(diào)控。
論文鏈接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiae668
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