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The Plant Cell |水稻团队揭示水稻叶夹角发育的分子机制
发布时间2026-08-19 15:29:32     作者:张婷    浏览次数: 次

近日,edddh 水稻团队在《The Plant Cell》期刊发表了题为“LF1 mediates brassinosteroid signaling to regulate leaf angle development in rice”的研究论文。继前期揭示LF1基因调控水稻三花小穗及侧生器官极性发育的分子机制之后,本研究再一次深入探究了LF1在水稻叶夹角发育中的新功能,为解析水稻株型发育的分子基础提供了重要线索。


水稻产量提升高度依赖于耐密植株型的塑造,而叶夹角是决定水稻株型和群体光合效率的关键农艺性状。直立的叶片能够有效提高密植条件下的光截获效率和抗逆性,最终促进粮食增产。然而,叶夹角发育的遗传调控网络极为复杂,尤其是转录调控网络与翻译后修饰如何协同调控叶夹角发育的分子机制,仍存在诸多未解之谜。

在前期工作中,该团队曾解析了HD-ZIP III家族转录因子LF1调控水稻三花小穗发育(PNAS2017)及侧生器官极性发育(New Phytologist2021)的分子机制。本研究中,该团队进一步解析了LF1调控叶夹角发育的新机制。研究发现,具有miRNA165/166抗性的lf1功能获得性突变体表现出叶夹角显著增大的表型,是叶枕处近轴面薄壁细胞伸长和远轴面厚壁组织减少导致的。值得关注的是,在转录水平上,油菜素内酯BR信号通路的核心转录因子OsBZR1能够直接诱导LF1的表达,LF1进而直接上调下游靶基因OsOFP8,形成了一条OsBZR1-LF1-OsOFP8级联转录调控网络。同时,在翻译后修饰水平上,LF1蛋白的稳态受到双重调控,OsMAPK6通过在Thr148位点对LF1进行磷酸化修饰,促进LF1的蛋白积累与转录活性,而这一磷酸化修饰直接拮抗了APC/CTAD1泛素连接酶复合体介导的LF1泛素化及蛋白酶体降解途径。

总之,该研究系统阐明了LF1作为核心枢纽,偶联转录调控与翻译后修饰机制,介导BR信号通路精细调控水稻叶夹角发育的新分子网络。这不仅深化了对水稻叶片发育基础理论的认识,也为通过分子设计改良作物株型、实现高产密植提供了重要的基因靶标和理论支撑。

edddh 张婷教授和何光华教授为该论文的共同通讯作者。博士后游静、本科生宁炳舆和博士生张宜为共同第一作者。感谢崖州湾国家实验室李家洋院士、余泓教授和上海交通大学张大兵教授、袁政教授分别赠送LStad1OsBZR1-D突变体种子。该研究得到国家自然科学基金3247035432500292、中国博士后科学基金2025M784042、重庆市自然科学基金CSTB2025NSCQ-LZX0020、重庆市英才计划cstc2024ycjh-bgzxm0063以及重庆市研究生科研创新项目CYB25124的共同资助。

论文链接://doi.org/10.1093/plcell/koag247


初审:李云峰

复审:郑莉佳

终审:刘秋艳



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