删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

东北地理所在OsWRKY53调控水稻株型和粒型方面取得新进展

本站小编 Free考研考试/2021-12-12

水稻的株型和粒型是影响产量的重要因素,油菜素内酯(BR)和MAPK信号在调控水稻株型及粒型上都具有重要作用。目前,已有多个BR信号(OsGSK2-OsBZR1)和MAPK信号(OsMAPKKK10-OsMAPKK4-OsMAPK6)途径的重要组分被鉴定出来,然而,仍有很多相关的科学问题有待解决和研究,如OsGSK2介导的BR信号途径是否还有新的组分?OsWRKY53是否作为OsMAPK6下游靶基因参与调控水稻株型和粒型?BR与MAPK信号之间是否存在信号交流?
  近日,东北地理所卜庆云团队在国际学术期刊The Plant Cell上在线发表了题为“WRKY53 Integrates Classic Brassinosteroid Signaling and the Mitogen-Activated Protein Kinase Pathway to Regulate Rice Architecture and Seed Size”的研究论文,该研究发现水稻转录因子OsWRKY53能够作为BR和MAPK信号的信号枢纽参与调控水稻株型和粒型。
  该团队在前期的工作中发现,OsWRKY53正调控水稻粒型和叶倾角的大小,是水稻BR信号的正调控因子;OsMAPK6能够磷酸化OsWRKY53,而且OsMAPK6对OsWRKY53的磷酸化能够增强OsWRKY53的生物功能。在此基础上,通过分析OsWRKY53与OsMAPKKK10-OsMAPKK4-OsMAPK6组分的双突变体表型,在遗传学上证明OsWRKY53是MAPK信号的底物,能够参与调控水稻叶倾角和粒型。
  为解析OsWRKY53在BR信号转导通路中的作用位点和作用机制,我们发现OsWRKY53能够与BR信号负调控因子OsGSK2结合,且OsGSK2通过磷酸化OsWRKY53降低其蛋白稳定性;在OsGSK2-RNAi (Gi)转基因水稻中敲除OsWRKY53基因后,能很大程度的恢复Gi的表型(BR信号增强、叶夹角增大、粒型增大)至野生型水平;转录组分析发现,OsWRKY53与OsGSK2具有相反的调控模式,wrky53能不同程度的恢复Gi调控的基因的表达。以上结果表明,在BR信号转导通路中,OsWRKY53是OsGSK2的靶基因之一。
  同时,OsWRKY53与OsBZR1能够相互结合,二者协同抑制BR生物合成基因OsD2的表达;在Osbzr1-D中敲除OsWRKY53基因后,并不影响Osbzr1-D BR信号增强的表型;而在Osbzr1-D中过量表达OsWRKY53基因后,双突变体表现出更加显著的BR信号增强的表型,表明在BR信号转导通路中,OsWRKY53与OsBZR1以一种平行的关系,协同调控水稻BR信号反应。
  以上研究证明OsWRKY53是OsGSK2和OsMAPK6的共同磷酸化底物,但是OsWRKY53的功能发挥是有组织特异性的,例如,在粒型的调控上,OsGSK2和OsWRKY53主要调控细胞大小,微效调控细胞数目;而OsMAPK6主要调控细胞数目,微效调控细胞大小。
  另外,我们还发现OsGSK2与OsMAPKK4能够相互结合,OsGSK2通过磷酸化OsMAPKK4降低其激酶活性,负向调控水稻粒型,然而,二者之间的遗传学关系仍有待于进一步研究。
 

  综上所述,该研究揭示OsWRKY53是OsGSK2和OsMAPK6的共同磷酸化底物,能介导水稻BR信号与MAPK信号之间的交叉对话,不仅丰富了BR信号调控网络,也扩展了MAPK信号调控模式。该研究将为筛选水稻高产新株型提供理论依据,具有重要的指导和参考意义。
  中科院东北地理与农业生态研究所大豆分子设计育种重点实验室田晓杰助理研究员为论文第一作者,卜庆云研究员为通讯作者。河北师范大学汤文强教授、东北林业大学管清杰副教授也参与了该项目的研究。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会项目、中国科学院战略重点研究计划等的资助。
  论文链接:
  https://doi.org/10.1093/plcell/koab137
  
  
相关话题/地理 株型 水稻

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 东北地理所发表纪念植物光周期发现一百周年综述论文
    1920年研究者发现了大豆等植物可度量日照长度调节开花的现象即著名的植物光周期现象。随后,控制大豆开花遗传因子被相继发现,主要基因位点于上个世纪七十年代被定名。在大豆光周期发现百年华诞之际,我们回溯了E1、E2与E3等主要生育期基因的克隆历程(图1)。通过经典的图位克隆方法,于2009年成功地克隆了 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-12
  • 东北地理所在雷达遥感土壤水分估算方面取得新进展
    地表土壤水分是地球水资源的重要组成部分,是土地生产力的重要组成部分。土壤水分通过影响地表蒸散发的强弱,进而影响地表水循环与能量循环过程。大面积实时土壤水分监测对于陆表水循环过程、农业旱涝状态评估、作物估产等研究十分重要。  雷达具有穿云透雾、全天候全天时工作的特点,被认为是全球或区域尺度获取土壤水分 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-12
  • 东北地理所在城市发展对溶解性有机物光学特性影响研究中取得新进展
    城市水体是城市生态环境建设的基本要素,具有重要的景观价值和生态价值。随着我国城镇化进程加速,工农业发展及人类活动干扰加剧,城市水体的承载力、水体污染及富营养问题日益严峻,严重影响城市水体生态健康和流域居民的生活质量。有色溶解性有机物(CDOM)是水体有机物中的重要组成部分,是水体生态系统的重要影响物 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-12
  • 东北地理所在应用国产高分卫星数据进行红树林分布遥感监测方面取得进展
    高精度的红树林空间分布数据集是红树林生态保护和资源管理的基础。近年来,随着新传感器的不断涌现,新数据不断应用于红树林监测研究中,挑选解译精度高、性价比合适的数据源成为待解决的问题。东北地理所地理景观遥感学科组研究人员综合对比了亚米级国产商用卫星高分-2号数据(0.8m空间分辨率,4个光谱波段)和免费 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-12
  • 中科院东北地理所成功研发“中科豆芯”系列大豆液相育种芯片
    由于我国人口多、人均耕地面积少等原因,导致我国大豆供给严重不足,同时大豆育种技术的落后也制约了我国大豆的生产效益。中科院东北地理所大豆分子设计育种研究团队通过十多年的努力,建立了大豆分子设计育种平台,研发了大豆育种加速技术、基因型快速鉴定技术等关键核心技术。  为了解决目前存在的大豆芯片研发周期长、 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-12
  • 东北地理所在环黄渤海湿地生境变化研究方面取得重要进展
    东亚-澳大利西亚水鸟迁徙廊道是全球最大的水鸟迁徙路径之一,其中环黄渤海湿地是最为重要的栖息生境,对于迁徙水鸟的保护具有重要的作用。环黄渤海地区,地跨朝鲜半岛西海岸和中国江苏启东市以北长度超过1万公里的海岸线,是东北亚地区经济快速发展的重点区域之一,因此区域湿地和迁徙水鸟受人为胁迫干扰严重。准确理解湿 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-12
  • 东北地理所在国家尺度露天采矿导致生态系统服务损失方面取得重要研究进展
    采矿为人类提供了基本的物质与能源保障,支撑着社会经济繁荣发展。经济的快速发展和人类对能源需求的显著增加,引发了世界各地露天采矿活动的明显加剧。将与人类福祉密切相关的生态系统服务融入可持续发展研究已成为当前的研究热点,也是实现联合国可持续发展目标(SDGs)重点关注的内容。中国是世界上最大的发展中国家 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-12
  • 东北地理所“中科蓝果1号”和“中科楤木2号”喜获林木良种证
    近日,由中科院东北地理与农业生态研究所林下植物资源学科组赵恒田团队培育的“中科蓝果1号”和“中科楤木2号”喜获黑龙江省林木品种审定委员会颁发的林木良种证。  林下植物资源学科组从事蓝靛果、辽东楤木遗传育种与栽培技术研究已有20余年,2013年育成大果鲜食型蓝靛果新品种“中科蓝果1号”,该品种果实口感 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-12
  • 东北地理所在好氧堆肥中重金属的钝化机制与调控研究中取得进展
    农业废弃物的合理利用是美丽乡村建设和循环农业发展的关键所在。目前,好氧堆肥是最常用的农业废弃物资源化技术。规模化养殖中重金属添加剂的大量使用,已成为限制堆肥产品资源化利用的瓶颈。堆肥过程中微生物快速分解有机质,堆肥物料发生剧烈的物理、化学和生物变化。重金属的形态将发生怎样的变化?探明堆肥过程中重金属 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-12
  • 东北地理所在大型湿地水鸟“行为生态学”研究中获得进展
    生物多样性保护对策的科学制定与动物“行为生态学”密切相关,传统捕获动物行为的望远镜观察法和瞬时扫描法无法采集到高时频、高定位的精准信息,制约着“行为生态学”的深入发展。卫星跟踪技术由于具有定位准、时频高、记录连续且时序长、省人省力、数据实时传输等优点,近年被广泛用于湿地水鸟的“行为生态学”研究中。然 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-12