分蘗角度是作物株型的重要組成部分，對(duì)作物種植密度、群體光合效率以及最終產(chǎn)量具有重要影響。水稻分蘗角度的形成與重力反應(yīng)密切相關(guān)。解析其背后的分子調(diào)控機(jī)制，不僅有助于揭示植物感知和響應(yīng)重力的基本生物學(xué)過程，更對(duì)提高水稻群體產(chǎn)量具有指導(dǎo)意義。王永紅教授團(tuán)隊(duì)長期致力于水稻株型研究，圍繞重力反應(yīng)調(diào)控的水稻分蘗角度系統(tǒng)開展研究，揭示了以HSFA2D-LA1-WOX6/11為核心的水稻分蘗角度遺傳調(diào)控途徑。近日，該團(tuán)隊(duì)與山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院張寧教授團(tuán)隊(duì)合作，在《New Phytologist》發(fā)表了題為“HSFA2D-LAZY6—LAZY1 module regulates shoot gravitropism and tiller angle in rice”的研究論文，揭示了LA6作為連接HSFA2D與LA1的關(guān)鍵因子調(diào)控水稻分蘗角度的分子機(jī)制，進(jìn)一步完善了水稻分蘗角度的遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

研究團(tuán)隊(duì)通過突變體篩選鑒定到la6突變體，其表現(xiàn)為分蘗角度顯著增大，且水稻莖重力反應(yīng)存在明顯缺陷。進(jìn)一步通過MutMap圖位克隆方法，成功鑒定到了LA6基因。LA6編碼一個(gè)熱激蛋白70相互作用蛋白(HEAT SHOCK PROTEIN 70-interacting protein)。研究發(fā)現(xiàn)LA6不僅與上游轉(zhuǎn)錄因子HSFA2D直接互作，并受到其正向調(diào)控，同時(shí)還能與下游關(guān)鍵因子LA1結(jié)合，可能在質(zhì)膜上通過調(diào)節(jié)LA1的極性定位，促進(jìn)生長素不對(duì)稱分布和WOX6/11不對(duì)稱表達(dá)，進(jìn)而導(dǎo)致水稻莖的彎曲生長。更重要的是，研究還揭示該模塊存在一條精細(xì)的負(fù)反饋調(diào)控機(jī)制：HSFA2D激活LA6轉(zhuǎn)錄，而LA6蛋白反過來通過與HSFA2D的蛋白互作抑制其轉(zhuǎn)錄激活能力，實(shí)現(xiàn)水稻對(duì)重力反應(yīng)與分蘗角度調(diào)控的動(dòng)態(tài)平衡（圖1）。該研究不僅對(duì)水稻株型改良具有指導(dǎo)意義，也為深入解析植物如何感應(yīng)重力信號(hào)并做出協(xié)調(diào)生長提供了重要線索。

圖1 HSFA2D-LA6-LA1調(diào)控水稻分蘗角度的工作模型

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院梁彥副教授為該論文的第一作者，農(nóng)學(xué)院張寧教授為通訊作者，王永紅教授對(duì)該研究進(jìn)行了重要指導(dǎo)。該研究得到了農(nóng)業(yè)生物育種國家科技重大專項(xiàng)，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，國家自然科學(xué)基金等基金的資助。

原文鏈接：http://doi.org/10.1111/nph.70237

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