東北地理所在水稻分蘗調控分子機制研究中取得新進展
水稻作為全球重要的糧食作物，對保障農業生產力和糧食安全至關重要。其植株構型，包括分蘗數、株高和葉角，是決定籽粒產量的核心因素。然而，目前已被鑒定、能同時調控這些性狀且具備育種應用價值的基因仍然很少。
東北地理所水稻分子育種團隊近年來一直探索OsWRKY53的生物學功能，前期研究已報道，OsWRKY53通過油菜素內酯（BR）信號通路調控株高和葉角；也參與負調控水稻的孕穗期耐冷性。多年多點的田間試驗表明，不同背景下的oswrky53材料均表現半矮化、多分蘗的理想株型，展現出一種具有重要應用潛力的優良性狀組合（圖1）。
圖1. 不同背景下oswrky53材料分蘗數均顯著增加
深入研究發現，OsWRKY53通過直接激活OsTB1的表達，抑制水稻分蘗。OsWRKY53與OsGT1之間的蛋白互作進一步增強了這一抑制作用，協同調控水稻分蘗。此外，oswrky53對獨角金內酯（SL）的敏感性下降，D53能夠與OsWRKY53互作，SL通過誘導D53的降解進而降低OsWRKY53 的蛋白水平，而OsWRKY53又能負調控SL的生物合成。這說明OsWRKY53 作為SL信號調控因子，通過精密反饋調節SL信號轉導，介導水稻分蘗形成的調控（圖2）。有意思的是，OsGT1在分蘗調控中表現出亞種特異性，攜帶OsGT1581T等位基因的秈稻品種分蘗能力顯著強于攜帶OsGT1581C等位基因的粳稻品種，為提高粳稻分蘗和產量的遺傳改良提供了直接靶點。
該研究提出D53能夠通過與不同蛋白相互作用，實現對OsTB1表達的多層次精細調控。其中，OsIPA1與OsBZR1作為主要互作蛋白，共同介導D53對OsTB1的轉錄抑制作用；而OsWRKY53作為次要互作蛋白，能夠對該抑制過程進行動態調節與緩沖，從而維持生長協調性，并促進產量優化（圖2）。該研究不僅深入揭示了OsWRKY53在水稻分蘗調控網絡中的精細機制，更為培育高產、半矮稈及分蘗性狀優良的水稻新品種提供了重要理論基礎與基因靶點。
圖2. OsWRKY53調控水稻分蘗及微調獨腳金內酯信號的模式圖
該研究近期發表于國際權威SCI一區期刊《Plant Biotechnology Journal》上（影響因子10.5）。中國科學院東北地理與農業生態研究所唐佳琦助理研究員為論文的第一作者，卜慶云研究員、田曉杰副研究員和南開大學玄元虎教授為論文的共同通訊作者。福建農林大學陳倬副教授、黑龍江大學劉長華副教授、中國科學院東北地理與農業生態研究所李偉強研究員、中國科學院遺傳與發育生物學研究所褚金芳研究員也參與了該項工作。研究得到國家自然科學基金青年基金項目、黑龍江省優秀青年基金項目、國家自然科學基金聯合基金項目等資助。
論文信息：Jiaqi Tang,??Guilong Zhao,??Jiangli Yang,??Zhuo Chen,??Zhipeng Hong,??Xin Jin,??Ziming Qiu,??Zhenyu Wang,??Xiufeng Li,??Jijun Yan,??Changhua Liu,??Weiqiang Li,??Jinfang Chu,??Yuanhu Xuan*,??Xiaojie Tian*,??Qingyun Bu*.?OsWRKY53-OsGT1 Module Regulates Rice Tiller Development and Is Involved in Fine-Tuning Strigolactone Signaling, Plant Biotechnology Journal,?2026,?doi:10.1111/pbi.70578.
原文鏈接：?https://doi.org/10.1111/pbi.70578
附件下載：
吉公網安備22017302000214號
