[本刊訊]最近,中國(guó)科學(xué)院遺傳發(fā)育所李家洋院研究員課題組與南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院萬(wàn)建民教授課題組在控制水稻分蘗的新激素獨(dú)角金內(nèi)酯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)研究中取得了突破性進(jìn)展,2013年12月11日在線(xiàn)出版的《Nature》雜志同期發(fā)表了他們各自獨(dú)立完成的研究成果,題目分別為“DWARF 53 acts as a repressor of strigolactone signaling in rice”(doi:10.1038/nature12870) 和“D14–SCFD3-dependent degradation of D53 regulates strigolactone signaling”(doi:10.1038/nature12878)。

李家洋課題組和萬(wàn)建民課題組分別利用一個(gè)顯性水稻矮化多分蘗突變體dwarf 53(d53),進(jìn)行外源激素處理和內(nèi)源激素測(cè)定表明,d53是一個(gè)獨(dú)腳金內(nèi)酯不敏感突變體。通過(guò)圖位克隆,他們獲得了位于水稻第 11號(hào)染色體短臂末端的D53基因,該基因編碼一個(gè)新的在結(jié)構(gòu)上與I類(lèi)Clp ATPase類(lèi)似的核蛋白。兩個(gè)課題組分別獨(dú)立地通過(guò)系統(tǒng)而深入的研究,得到了相似的結(jié)論,即在獨(dú)腳金內(nèi)酯存在的條件下 D53蛋白可與兩個(gè)已知的參與獨(dú)腳金內(nèi)酯信號(hào)途徑的關(guān)鍵蛋白D14、D3互作,形成D53–D14–SCFD3蛋白復(fù)合體,D53蛋白進(jìn)而被泛素化,從而特異地被蛋白酶體系統(tǒng)降解,誘導(dǎo)下游目標(biāo)基因的表達(dá)以及獨(dú)腳金內(nèi)酯信號(hào)的響應(yīng)。該研究結(jié)果首次在遺傳和生化層面上證實(shí)了D53蛋白作為獨(dú)腳金內(nèi)酯信號(hào)途徑的抑制子參與調(diào)控植物分枝(蘗)的生長(zhǎng)發(fā)育,具有重要的科學(xué)意義。他們發(fā)現(xiàn)的獨(dú)角金內(nèi)酯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的“去抑制化激活”機(jī)制與生長(zhǎng)素、赤霉素、茉莉酸等重要激素的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)激活機(jī)制類(lèi)似,表明這是植物在進(jìn)化過(guò)程中選擇的一種主要調(diào)控模式。這是李家洋課題組和萬(wàn)建民課題組繼2012年在《Nature Communications》上獨(dú)立報(bào)道TAD1/TE蛋白調(diào)控水稻分蘗形成機(jī)理后,在闡述植物分枝(蘗)形成機(jī)制領(lǐng)域的又一重大研究進(jìn)展。他們的研究成果不僅為水稻株型改良提供重要的理論基礎(chǔ),也為水稻秈粳交雜種優(yōu)勢(shì)利用提供了有用的基因和材料?！禢ature》同時(shí)在NEWS & VIEWS專(zhuān)欄配發(fā)題為“Witchcraft and destruction”的專(zhuān)文評(píng)述,高度評(píng)價(jià)該項(xiàng)工作的理論意義和潛在應(yīng)用價(jià)值。