浙江大学宋士勇组等合作揭示水稻抗穗发芽新机制

作者：iPlants 2024/7/26 13:53:09

种子休眠对植物生命周期的最佳时机至关重要。现代作物品种选育过程中倾向选育萌发迅速整齐的种质，导致种子休眠性减弱，成熟种子收获前就开始萌动或穗部发芽，这一现象被称为穗发芽。穗发芽不仅会造成粮食作物减产和食用品质下降，而且严重影响作物制种质量，是影响粮食作物的重要灾害。因此，挖掘抗穗发芽基因解析相关分子机制是培育抗穗发芽品种的有利手段。近日，植物学著名期刊The Plant Cell在线发表了浙江大学

近日，植物学著名期刊The Plant Cell在线发表了浙江大学农学院宋士勇团队与合作者题为“The phosphatidylethanolamine-binding proteins OsMFT1 and OsMFT2 regulate seed dormancy in rice”的研究论文，揭示了OsFTIP1-OsMFT1/2-OsbHLH004/IPA1参与水稻穗发芽的新机制，对于水稻分子遗传改良具有重要意义。

通过突变体筛选分离到一个种子休眠性减弱的突变体-Osbhlh004，利用RNA-seq技术，发现OsbHLH004可以直接调控水稻ABA生物合成关键酶基因OsNCED3和GA关键降解酶基因OsGA2ox6的表达。筛选获得了两种磷脂酰乙醇胺结合蛋白OsMFT1和OsMFT2与OsbHLH004和IPA1相互作用，调节其对OsNCED3和OsGA2ox6的结合能力，从而促进种子休眠。随后揭示了OsFTIP1与OsMFT1/2相互作用并促进其从细胞质向细胞核的易位，其中OsMFT1/2-OsbHLH004和OsMFT1/2-IPA1拮抗OsNCED3和OsGA2ox6的表达。该研究揭示了OsFTIP1介导的OsMFT1/2的核质穿梭模式以及OsMFT1/2-OsbHLH004和OsMFT1/2-IPA1介导的动态转录调节OsNCED3和OsGA2ox6的表达。

OsFTIP1-OsMFT1/2-OsbHLH004/IPA1模块调控水稻种子休眠

浙江大学已毕业博士研究生申俊、已出站博后张亮博士和博士研究生王涣宇为第一作者，中国水稻研究所陈颖研究员和浙江大学宋士勇研究员为通讯作者。新加坡国立大学俞皓院士、中国水稻研究钱前院士和浙江大学农学院舒庆尧教授提供了诸多建议和帮助。非常感谢舒庆尧教授、作物学科和农学院的大力支持和帮助。该研究得到了国家自然科学基金项目面上和优青、中国农业科学院青年创新等项目的资助。

团队负责人宋士勇研究员现为浙江大学百人计划研究员，博导，现代种业研究所副所长，2008-2013年于中科院植物所硕博连读（导师张文浩研究员，获博士学位），2012-2017年在新加坡国立大学俞皓院士实验室（Prof. Yu Hao Lab）进行博士后研究（Research Fellow）。2020年入选浙江省杰青，2023年入选国家优青。课题组主要从事水稻基因功能研究，利用水稻种质资源和突变体库，结合基因编辑、分子遗传学和细胞生物学等相关技术，挖掘水稻生长发育和逆境响应的关键基因，揭示水稻适应性机制，创制兼顾抗逆性和产量品质的水稻新种质。近年来，相关结果主要在Molecular Plant（2021，独立通讯；2022，独立通讯）、The Plant Cell（2022，共同通讯；2024，最后通讯）、Science Advances（2024，独立通讯）、Cell Reports（2024，独立通讯）和New Phytologist（2024，独立通讯）等期刊发表。团队因发展需要，特招聘科研助理（有意读博的硕士研究生）、博后、助理研究员和特聘副研究员数名。有意向者请将个人简历（科研经历和学术成果）和相关有助于了解申请人背景的材料，打包发送至shiyongsong@zju.edu.cn。