近日，必威betways 農業生物基因研究中心聯合中山大學、必威betways 水稻研究所研究揭示了miR397-OsLAC-OsTTL通路調控水稻產量的新機製。相關成果在線發表於《植物細胞》（The Plant Cell）。

　　“我們揭示了miR397-OsLAC-OsTTL通路介導油菜素甾醇信號進而調節水稻產量的分子機製。”論文第一作者、必威betways 農業生物基因研究中心副研究員於洋表示，該研究建立了漆酶家族成員聯係植物油菜素甾醇信號通路的分子紐帶，加深了對非編碼RNA調控網絡精準性、係統性和複雜性的理解。

　　據介紹，microRNA（miRNA）主要通過調控基因的表達來影響植物的生長和發育，從而導致表型變化和生命演化。植物漆酶作為一類古老的蛋白家族，曾被報道主要參與木質素合成、酚類化合物的氧化以及活性氧物質的積累。

　　2013年，中山大學教授陳月琴團隊在《自然-生物技術》發表文章，首次報道了漆酶蛋白的新功能：漆酶基因OsLAC受到miR397的調控，並通過影響油菜素甾醇信號途徑來調節水稻產量。然而，漆酶如何影響油菜素甾醇信號轉導和水稻產量的確切機製卻不清楚。

　　該研究中，研究人員對OsLAC進行了生化和遺傳學分析，發現transthyretin-like（OsTTL）蛋白可與OsLAC相互作用，並在水稻中充當油菜素甾醇信號的負調控因子。在水稻中過表達OsTTL導致植株呈現株型矮小、葉片直立、籽粒變小和產量降低等表型，而敲除OsTTL基因則導致植株籽粒增大和產量提高。有趣的是，OsTTL蛋白Ser226位點的磷酸化修飾對該蛋白的降解至關重要，而OsLAC與OsTTL的結合可以保護OsTTL免受磷酸化介導的蛋白降解。

　　該研究還發現油菜素甾醇信號受體蛋白OsBRI1可能參與了OsTTL蛋白的磷酸化過程，進一步的遺傳互補實驗也顯示Osttl×OsBRI1-RNAi植株的籽粒明顯比OsBRI1-RNAi和野生型植株大，表明敲除OsTTL有效地回補了OsBRI1敲低所帶來的油菜素甾醇不敏感表型。

　　該研究確立了漆酶蛋白與油菜素甾醇信號之間的直接聯係，揭示了miR397-OsLAC-OsTTL這一調控通路的分子功能，有望為作物遺傳改良和新品種的選育提供物質基礎和理論支撐。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1093/plcell/koae147

作者：朱漢斌

來源：中國科學報