摘 要
2024年12月26日，福建省农业科学院水稻研究所张建福研究员、谢华安院士团队在 Plant Communications 发表了题为 “The OsMAPK6-OsWRKY72 module positively regulates rice leaf angle through brassinosteroid signals” 的研究论文。该研究揭示了OsMAPK6-OsWRKY72模块通过直接参与BR信号通路调控水稻叶夹角的分子机制。
https://doi.org/10.1016/j.xplc.2024.101236
研究背景
Background
叶夹角是决定水稻种植密度、光合作用效率和产量的关键农艺性状。叶枕作为连接叶片和叶鞘的组织器官，其直接决定叶夹角的大小。已有研究表明，油菜素内酯（Brassinosteroid，BR）和MAPK信号通路通过参与叶枕的发育调控水稻叶夹角大小。
研究内容
Contents
研究发现OsWRKY72功能缺失导致叶片夹角变小，而过表达导致叶片夹角明显增大，表明OsWRKY72作为水稻叶夹角的正调控因子。进一步发现OsWRKY72直接与BR信号受体 OsBRI1启动子结合并激活 OsBRI1的上调表达来触发BR信号，且OsWRKY72对BR信号的激活作用依赖于其对 OsBRI1的直接调控。另一方面，OsMAPK6与OsWRKY72互作并在T86和S88位点磷酸化OsWRKY72。模拟磷酸化的OsWRKY72 T86D/S88D对 OsBRI1表达的激活作用显著增强，而磷酸化缺失的OsWRKY72 T86A/S88A对 OsBRI1启动子的亲和性和激活作用降低，表明OsMAPK6介导的T86和S88位点磷酸化对OsWRKY72激活 OsBRI1表达具有重要功能。遗传学证据进一步表明 OsMAPK6-OsWRKY72-OsBRI1模块位于同一信号通路调控叶夹角。总的来说，本研究揭示了OsWRKY72作为一个核心信号因子通过串扰MAPK信号通路和BR信号通路调控水稻叶夹角（图1），为优化水稻株型设计和提高作物产量提供了重要理论依据。
图1 OsMAPK6-OsWRKY72调控水稻叶夹角的工作模型
福建农林大学农学院已毕业博士 王福祥（现甘肃农业大学生命科学技术学院青年教师）、福建农林大学农学院已毕业硕士生 张玲和福建省农业科学院水稻研究所 崔丽丽副研究员为该论文的共同第一作者。福建省农业科学院水稻研究所 张建福研究员为该论文的通讯作者。福建省农业科学院水稻研究所为该论文的第一单位和通讯作者单位。福建农林大学硕士研究生 赵永超、黄熠，江敏榕以及福建省农业科学院水稻研究所 蔡秋华副研究员、 连玲助理研究员、 朱永生副研究员和 谢鸿光高级农艺师等参与了该研究。中国科学院遗传与发育生物学研究所 李家洋院士、中国科学院植物研究所 张翠研究员、中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所 杨卫兵研究员、中国农业科学院植物保护研究所 王国梁教授以及中国农业大学生物学院 陈启军教授为本研究提供了帮助和支持。该研究得到了国家水稻产业技术体系（CARS-01-08）、福建省财政专项---福建省人民政府与中国农业科学院战略合作项目（5511）（XTCXGC2021001）、福建省科技重大专项（2020NZ08016）、福建省公益类科研院所专项（2020R1023008），国家自然科学基金青年科学基金（32201733），福建省农业科学院科研项目（GJYS202301）以及中央引导地方科技发展专项（2022L3018）的资助。
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