近日，基因中心聯合中山大學、我院水稻所在Plant Cell（中科院一區，IF=11.6）上在線發表了題為“A transthyretin-like protein acts downstream of miR397 and LACCASE to regulate grain yield in rice”的研究論文，揭示了miR397-OsLAC-OsTTL通路介導BR信號進而調節水稻產量的分子機製。該研究建立了漆酶家族成員聯係植物BR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。基因中心於洋副研究員為論文第一作者，中山大學生命科學學院陳月琴教授和練劍平副教授為論文通訊作者。我院水稻所劉清副研究員、基因中心馮彥釗博士和薛皦博士參與研究工作。

　　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，中山大學陳月琴教授課題組在Nature Biotechnology雜誌發表文章，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（BR）信號途徑來調節水稻產量（Zhang et al., 2013）。然而，漆酶如何影響BR信號轉導和水稻產量的確切機製卻不清楚。

　　在該研究中，作者對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BR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。

　　此外，研究還發現BR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BR不敏感表型。

MiR397-OsLAC-OsTTL模塊介導BR信號調控水稻產量的模式圖

　　該研究確立了漆酶蛋白與BR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。

　　研究得到國家自然科學基金-廣東聯合基金、廣東省自然科學基金、“十四五”廣東省農業科技創新十大主攻方向-廣東重要農作物功能基因挖掘與應用以及廣東省農作物種質資源保存與利用重點實驗室開放課題等項目資助。

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1093/plcell/koae147