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项目文章|广东农科院&中山大学共同揭示miR397-OsLAC-OsTTL通路调控水稻产量的新机制
发布时间:2024-05-20发布者:项目文章点击次数:2237次

     近日,广东农科院&中山大学在Plant Cell(中科院一区,IF=11.6)上在线发表了题为“A transthyretin-like protein acts downstream of miR397 and LACCASE to regulate grain yield in rice”的研究论文,揭示了miR397-OsLAC-OsTTL通路介导BR信号进而调节水稻产量的分子机制。该研究建立了漆酶家族成员联系植物BR信号通路的分子纽带,加深了对非编码RNA调控网络精准性、系统性和复杂性的理解。

  MicroRNA(miRNA)主要通过调控基因的表达来影响植物的生长和发育,从而导致表型变化和生命演化。植物漆酶作为一类古老的蛋白家族,曾被报道主要参与木质素合成、酚类化合物的氧化以及活性氧物质的积累。2013年,中山大学陈月琴教授课题组在Nature Biotechnology杂志发表文章,首次报道了漆酶蛋白的新功能:漆酶基因OsLAC受到miR397的调控,并通过影响油菜素甾醇(BR)信号途径来调节水稻产量(Zhang et al., 2013)。然而,漆酶如何影响BR信号转导和水稻产量的确切机制却不清楚。

  在该研究中,作者对OsLAC进行了生化和遗传学分析,发现transthyretin-like(OsTTL)蛋白可与OsLAC相互作用,并在水稻中充当BR信号的负调控因子。在水稻中过表达OsTTL导致植株呈现株型矮小、叶片直立、籽粒变小和产量降低等表型,而敲除OsTTL基因则导致植株籽粒增大和产量提高。有趣的是,OsTTL蛋白Ser226位点的磷酸化修饰对该蛋白的降解至关重要,而OsLAC与OsTTL的结合可以保护OsTTL免受磷酸化介导的蛋白降解。

  此外,研究还发现BR信号受体蛋白OsBRI1可能参与了OsTTL蛋白的磷酸化过程,进一步的遗传互补实验也显示Osttl× OsBRI1-RNAi植株的籽粒明显比OsBRI1-RNAi和野生型植株大,表明敲除OsTTL有效地回补了OsBRI1敲低所带来的BR不敏感表型。

基因中心联合中山大学、我院水稻所共同揭示miR397-OsLAC-OsTTL通路调控水稻产量的新机制.png

MiR397-OsLAC-OsTTL模块介导BR信号调控水稻产量的模式图

  该研究确立了漆酶蛋白与BR信号之间的直接联系,揭示了miR397-OsLAC-OsTTL这一调控通路的分子功能,有望为作物遗传改良和新品种的选育提供物质基础和理论支撑。

原文链接:http://www.gdaas.cn/ysdtn/kyjz/content/post_1242704.html

论文链接:https://doi.org/10.1093/plcell/koae147