近日，南京农业大学农学院教师占华东在Plant Physiology在线发表了题为“The brassinosteroid signaling-related ILI-OsAIF-OsbHLH92 transcription factor module antagonistically controls leaf angle and grain size in rice”的研究论文，揭示了ILIs-OsAIFs-OsbHLH92模块拮抗调控水稻油菜素甾醇信号和株型粒型形成的新途径。
ILI非典型bHLH转录因子（atypical bHLH，又称HLH）是水稻油菜素甾醇信号不可或缺的核心组分，此前ILI被报道通过与HLH因子OsbHLH157和OsbHLH158互作拮抗调控水稻BR信号（Liu et al., Plant Physiology, 2024）。在本研究中，进一步鉴定到两个新的ILI互作因子OsbHLH176和OsbHLH178。序列比对和进化分析显示OsbHLH176和OsbHLH178属于AIF (ATBS1-INTERACTING FACTOR)类HLH蛋白，因此将它们分别命名为OsAIF1和OsAIF2。遗传和生理分析证实OsAIF1和OsAIF2是水稻BR信号途径的关键负调控因子，osaif敲除突变体表现出叶夹角和籽粒增大表型，而OsAIF过量表达转基因水稻材料则具有显著的植株矮化、叶片直立和籽粒变小等BR缺陷特征。
OsAIF1和OsAIF2与ILI亚家族八个成员都直接互作，基于ili/osaif五突变体的遗传分析表明ILI与OsAIF彼此拮抗。在转录水平，OsAIF1和OsAIF2受OsBZR1调控，OsBZR1能够与OsAIF1和OsAIF2启动子接合而抑制其表达。进一步生化分析显示OsAIF1和OsAIF2与水稻BR信号正调控因子OsbHLH92互作。凝胶阻滞和双荧光素酶报告基因检测分析表明ILI、OsAIF和OsbHLH92形成三重拮抗复合体。在该拮抗模块中，OsbHLH92作为具有DNA结合活性的bHLH转录因子直接与下游靶基因启动子结合；OsAIF负调控HLH因子通过与OsbHLH92互作而抑制其DNA结合活性；另一方面，ILI正调控HLH因子又借助与OsAIF互作而解除其对OsbHLH92的抑制，正是凭借这种精密的多重拮抗机制实现对水稻BR信号和株型粒型的精准调控。
论文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiae668
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