葉片是水稻植株的重要組成部分，是進(jìn)行光合作用的主要場(chǎng)所。改善水稻葉形能夠增大葉面積指數和提升葉片光合效率，為穩產(chǎn)、高產(chǎn)提供可靠的保障。水稻育種實(shí)踐中，高產(chǎn)品種特別是雜交水稻的株型緊湊，葉源量大，單葉面積大，但往往導致葉片披垂、群體透光度下降、群體光合量減少等，成為阻礙高產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一。研究發(fā)現，水稻葉片內卷直立同時(shí)劍葉角度減小，增大受光面積，減小陽(yáng)光反射率，增加透光度，提高群體的光合生產(chǎn)量，減少植株的發(fā)病率。控制葉傾角形成的因素復雜，植物激素特別是油菜素甾醇（BR）和生長(cháng)素在葉傾角發(fā)育中具有重要調節作用，但是對這兩類(lèi)激素如何協(xié)同調控葉傾角形成的分子機理仍缺乏深入解析。

 

　　近日，上海市現代種業(yè)協(xié)同創(chuàng )新中心薛紅衛課題組在The Crop Journal在線(xiàn)發(fā)表了題為“Rice OsIAA6 interacts with OsARF1 and regulates leaf inclination”的研究論文，揭示了OsIAA6通過(guò) OsIAA6-OsARF1模塊抑制生長(cháng)素信號并參與水稻葉傾角調控。同時(shí)OsIAA6作為OsBZR1的下游靶基因參與了BR信號調控的葉傾角形成，為解析生長(cháng)素和BR協(xié)同調控葉傾角發(fā)育提供了重要線(xiàn)索。

 

　　研究者通過(guò)篩選水稻T-DNA插入突變體庫，獲得了一個(gè)對生長(cháng)素不敏感、葉傾角增大的突變體arr1，細胞學(xué)分析表明突變體葉傾角增大是由于葉枕部位近軸面細胞伸長(cháng)增強引起的。遺傳分析表明arr1表型是由于T-DNA插入在OsIAA6基因的啟動(dòng)子區域，導致OsIAA6基因表達上調。在利用高通量接合型酵母雙雜交系統構建了水稻Aux/IAA 蛋白家族與ARF 蛋白家族的相互作用網(wǎng)絡(luò )的基礎上，發(fā)現OsIAA6可與多個(gè)OsARF蛋白互作。進(jìn)一步的遺傳實(shí)驗證明，在arr1/iaa6-D突變體中過(guò)表達OsARF1能恢復突變體葉傾角增大的表型。此外，iaa6-D突變體中BR信號也發(fā)生了改變，凝膠阻滯實(shí)驗證實(shí)OsBZR1可以直接結合OsIAA6基因啟動(dòng)子區域，表明OsIAA6也參與了BR信號調控的葉傾角形成。

 

　　該研究證明了OsIAA6-OsARF1作為功能性模塊參與調控水稻葉傾角，為特定組合IAA-ARF的功能闡明提供了線(xiàn)索，也有助于了解生長(cháng)素和BR協(xié)同調控葉傾角形成的機制。

 

　　該課題組邢梅青副研究員和中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng )新中心王偉博士為該論文共同第一作者，薛紅衛教授為通訊作者，中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng )新中心方興博士參與了研究工作。該研究得到了國家“萬(wàn)人計劃”科技領(lǐng)軍人才項目的資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cj.2022.02.010