水稻株型及分枝调控研究获进展
查字典生物网
2015-12-25
华中农业大学张启发、王磊等在水稻株型及分枝调控研究方面取得新进展。他们通过分析水稻3个microRNA及其靶基因在水稻株型发育中的作用及其分子机制，揭示了一个新的控制水稻株型建成的调控途径。相关成果日前发表于美国《国家科学院院刊》。
水稻的产量由单株穗数、每穗粒数和粒重共同构成，彼此之间相互影响、相互制约。株型是产量的重要决定因子，以“理想株型”为育种目标的遗传改良极大地提高了水稻的产量，但是关于水稻株型建成的分子调控机制目前尚不清楚。
研究人员利用反向遗传学、基因组学和分子生物学等多种手段，揭示了microRNA156、microRNA529和microRNA172及它们的靶基因SPL和AP2在水稻株型建成中的调控关系。结果显示，microRNA156和microRNA529通过调节SPL基因决定水稻的分蘖和穗发育过程，而SPL基因的表达量对决定水稻的株型具有重要作用，过高或过低的SPL基因表达都会导致穗部分枝的严重下降，这表明调节SPL基因到合适的表达水平与水稻高产有关。
进一步研究显示，SPL基因可以调控大量转录调节因子的表达，其中SPL14通过直接调控microRNA172和MADS34-RCN1的途径来决定穗型发育。该研究阐明了水稻株型发育的分子调控机制，对水稻的遗传改良具有指导意义。
