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中科院植物所揭示水稻株型建成分子机制

日期: 2013-12-11
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记者日前从中国科学院植物研究所获悉,该所研究员、中科院院士种康带领的团队通过生理学检测、生化手段验证和遗传学观察,进一步阐明了水稻中微RNA通过植物激素信号途径调控水稻株高与叶夹角的分子机制,为理解植物激素精细调节水稻株型提供了新的资料。相关成果日前发表于《植物生理学》杂志上。


微RNA是近年来在多种真核生物及病毒中发现的一类长度约在22个核苷酸左右的RNA分子,并不直接编码蛋白质,但能够通过转录后调控机制对基因进行调控。研究人员发现,在水稻中,当一种叫做OsmiR396d的微RNA过量表达时,水稻呈现出叶夹角增大和部分矮化的表型。


通过系列研究手段,研究人员证实油菜素内酯信号途径中的一种核心组分直接激活这种微RNA编码基因的表达,而这种微RNA又分别控制两种靶基因的转录;在对水稻的株高调控中,这种微RNA分子通过抑制其中一种靶基因的表达,导致赤霉素的合成与信号都减弱,引起水稻部分矮化表型;而在调节水稻苗期叶夹角过程中,该微RNA分子通过抑制另一种靶基因而释放对油菜素内酯信号的抑制,正调控叶夹角。


据了解,水稻株高和叶片夹角是构成理想株型的重要方面。由于在灌浆时期,直立的叶片可以使水稻植株接收更多光能、提高产量,因此对株型的分子设计是水稻育种的重要策略。该研究成果有望对水稻分子设计育种提供新思路。


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