近日，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院、廣東省植物分子育種重點實驗室青年教師金晶在國際知名期刊Plant Physiology（影響因子8.34，生物1區(qū)）發(fā)表了題為“Small EPIDERMAL PATTERNING FACTOR-LIKE2 peptides regulate awn development in rice”的研究論文（論文鏈接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiac278）。

 

　　多肽分子調(diào)控細(xì)胞間的信號，在生物的形成以及發(fā)育中發(fā)揮重要的作用。植物細(xì)胞間的相互交流也是通過大量的信號分子。最近的研究已揭示了植物多肽激素參與細(xì)胞與細(xì)胞間的短距離信息的溝通交流，從而調(diào)控植物生長、發(fā)育、抗逆等許多生命過程。其中，EPF/EPFL 家族基因所編碼的多肽激素是植物中一類重要的多肽家族，參與調(diào)控氣孔、穎花和芒的發(fā)育。然而，水稻EPF/EPFL家族的成員及其功能尚待鑒定。

 

　　芒是重要的馴化性狀。Kasalath屬于aus稻，其表現(xiàn)為長芒的特性。該研究以Kasalath為受體材料，利用CRISPR/Cas9技術(shù)，系統(tǒng)性探索了水稻中EPF/EPFL家族小肽成員在水稻芒發(fā)育上的功能。研究發(fā)現(xiàn)多個OsEPF/EPFL家族小肽成員缺失會影響芒的發(fā)育，其中OsEPFL2基因的突變會使得突變體表現(xiàn)為無芒或者極短芒，這意味著這一個家族小肽激素中多個成員參與調(diào)控芒的發(fā)育。與此同時，研究中還發(fā)現(xiàn)OsEPFL2通過促進(jìn)細(xì)胞的分裂影響水稻粒長，具有一因多效性。對Kasalath和OsEPFL2突變體中細(xì)胞分裂素、生長素和赤霉素含量進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)在突變體的幼穗中細(xì)胞分裂、赤霉素和生長素含量顯著降低。通過對比細(xì)胞分裂素、生長素和赤霉素生物合成及信號通路相關(guān)基因在Kasalath和OsEPFL2cas幼穗中的表達(dá)水平，推測OsEPFL2基因的表達(dá)可能影響細(xì)胞分裂素、生長素和赤霉素的含量，進(jìn)而調(diào)控芒的發(fā)育。通過對不同水稻群體的分析表明，在水稻馴化過程中OsEPFL2基因受到了選擇。研究揭示了EPF/EPFL家族小肽在水稻生長發(fā)育過程中的潛在功能，并為水稻馴化的分子機(jī)制提供了參考。

 

　　我校農(nóng)學(xué)院青年教師金晶博士為論文通訊作者。我校農(nóng)學(xué)院在讀碩士生熊露玲、黃英勇為論文共同第一作者。農(nóng)學(xué)院劉祖培副教授和廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所李晨研究員、于航博士等參與此項工作。該研究得到國家自然科學(xué)基金和廣東省自然科學(xué)基金的資助。