近日，中國農業(yè)科學院作物科學研究所萬建民院士團隊與南京農業(yè)大學水稻所合作，解析了OsSHI1作為一個轉錄調控中樞，通過整合多種植物激素途徑，進而協(xié)調水稻生長及耐逆的分子機制。2023年5月18日，相關研究成果在線發(fā)表于《植物細胞（The Plant Cell）》上。

 

　　植物協(xié)調生長發(fā)育與環(huán)境脅迫適應（耐逆）的能力對植物生存至關重要，該能力受復雜的基因表達轉錄調控網(wǎng)絡及激素交互作用所控制。目前關于植物如何精確調控生長發(fā)育與耐逆的分子機制理解仍然不清楚。深入研究植物生長及耐逆的協(xié)同調控機理，對提高作物環(huán)境適應能力保障糧食安全具有重要指導意義。

 

　　在前期研究中，該團隊通過一個水稻株型發(fā)育突變體 shi1 （ short internode1 ）克隆了水稻株型發(fā)育調控基因 OsSHI1 ，并初步闡明其通過影響 IPA1 轉錄活性進而控制水稻分蘗及穗分枝的分子機制（The Plant Cell，2019）。本研究進一步發(fā)現(xiàn)， shi1 突變體表現(xiàn)出對生長素敏感性降低、對油菜素內酯不敏感以及對脫落酸高度敏感等激素表型。生化研究發(fā)現(xiàn)，OsSHI1可以直接調控生長素、油菜素內酯合成相關基因如 OsYUCCAs 和 D11 以及脫落酸信號調控基因 OsNAC2 表達，最終實現(xiàn)對三類激素信號的調控。反之，上述激素也可通過其關鍵響應因子如ARF、bZIP及LIC等來調控 OsSHI1 的表達。此外，OsSHI1也可直接抑制自身編碼基因的轉錄。這些結果表明，OsSHI1作為一個轉錄調節(jié)中樞，通過整合多種植物激素的生物合成與信號轉導以及它們之間的反饋調節(jié)，最終協(xié)調水稻生長及耐逆過程。該研究成果為協(xié)同改良農作物株型及耐逆性提供了重要基因資源和理論依據(jù)。