摘 要
2024年12月26日，福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所張建福研究員、謝華安院士團(tuán)隊在?Plant Communications?發(fā)表了題為 “The OsMAPK6-OsWRKY72 module positively regulates rice leaf angle through brassinosteroid signals” 的研究論文。該研究揭示了OsMAPK6-OsWRKY72模塊通過直接參與BR信號通路調(diào)控水稻葉夾角的分子機(jī)制。
https://doi.org/10.1016/j.xplc.2024.101236
研究背景
?Background
葉夾角是決定水稻種植密度、光合作用效率和產(chǎn)量的關(guān)鍵農(nóng)藝性狀。葉枕作為連接葉片和葉鞘的組織器官，其直接決定葉夾角的大小。已有研究表明，油菜素內(nèi)酯（Brassinosteroid，BR）和MAPK信號通路通過參與葉枕的發(fā)育調(diào)控水稻葉夾角大小。
研究內(nèi)容
Contents
研究發(fā)現(xiàn)OsWRKY72功能缺失導(dǎo)致葉片夾角變小，而過表達(dá)導(dǎo)致葉片夾角明顯增大，表明OsWRKY72作為水稻葉夾角的正調(diào)控因子。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)OsWRKY72直接與BR信號受體 OsBRI1啟動子結(jié)合并激活 OsBRI1的上調(diào)表達(dá)來觸發(fā)BR信號，且OsWRKY72對BR信號的激活作用依賴于其對 OsBRI1的直接調(diào)控。另一方面，OsMAPK6與OsWRKY72互作并在T86和S88位點(diǎn)磷酸化OsWRKY72。模擬磷酸化的OsWRKY72 T86D/S88D對 OsBRI1表達(dá)的激活作用顯著增強(qiáng)，而磷酸化缺失的OsWRKY72 T86A/S88A對 OsBRI1啟動子的親和性和激活作用降低，表明OsMAPK6介導(dǎo)的T86和S88位點(diǎn)磷酸化對OsWRKY72激活 OsBRI1表達(dá)具有重要功能。遺傳學(xué)證據(jù)進(jìn)一步表明 OsMAPK6-OsWRKY72-OsBRI1模塊位于同一信號通路調(diào)控葉夾角?？偟膩碚f，本研究揭示了OsWRKY72作為一個核心信號因子通過串?dāng)_MAPK信號通路和BR信號通路調(diào)控水稻葉夾角（圖1），為優(yōu)化水稻株型設(shè)計和提高作物產(chǎn)量提供了重要理論依據(jù)。
圖1 OsMAPK6-OsWRKY72調(diào)控水稻葉夾角的工作模型
福建農(nóng)林大學(xué)農(nóng)學(xué)院已畢業(yè)博士 王福祥（現(xiàn)甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院青年教師）、福建農(nóng)林大學(xué)農(nóng)學(xué)院已畢業(yè)碩士生 張玲和福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所 崔麗麗副研究員為該論文的共同第一作者。福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所 張建福研究員為該論文的通訊作者。福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所為該論文的第一單位和通訊作者單位。福建農(nóng)林大學(xué)碩士研究生 趙永超、黃熠，江敏榕以及福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所 蔡秋華副研究員、 連玲助理研究員、 朱永生副研究員和 謝鴻光高級農(nóng)藝師等參與了該研究。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所 李家洋院士、中國科學(xué)院植物研究所 張翠研究員、中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心/植物生理生態(tài)研究所 楊衛(wèi)兵研究員、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所 王國梁教授以及中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院 陳啟軍教授為本研究提供了幫助和支持。該研究得到了國家水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-01-08）、福建省財政專項---福建省人民政府與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院戰(zhàn)略合作項目（5511）（XTCXGC2021001）、福建省科技重大專項（2020NZ08016）、福建省公益類科研院所專項（2020R1023008），國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金（32201733），福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研項目（GJYS202301）以及中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展專項（2022L3018）的資助。
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