科学家发现水稻株型调控新基因DHT1及其机制

dht1突变体对独脚金内酯敏感性下降。中国农科院供图

 DHT1调控水稻分蘖的分子机制。中国农科院供图

近日，中国工程院院士万建民领衔的中国农业科学院作物科学研究所作物功能基因组研究创新团队克隆了水稻株型调控新基因DHT1，并对其调控水稻分蘖的分子机制进行了深入解析, 揭示了其通过调控独脚金内酯受体基因D14的转录和剪接来调控水稻分蘖的新通路。6月7日，相关研究成果在线发表于《植物细胞》（The Plant Cell）上。

据介绍，水稻株型是决定水稻产量的重要因素，独脚金内酯是近年发现的调控株型的新型植物激素，它的作用包括抑制水稻分蘖、促进株高和根系生长。已有研究虽明确了独脚金内酯信号传递的主要遗传通路，但对该通路基因的转录和剪接调控机制仍然不了解。

该团队以一个矮秆多分蘖的水稻突变体dht1为材料，通过图位克隆的方法鉴定了DHT1基因编码一个新的单子叶植物特有的核不均一性核糖核蛋白，该蛋白参与调节大量基因的前体信使核糖核酸（包括独脚金内酯受体基因D14）的内含子剪接。dht1突变导致D14前体mRNA转录和剪接受阻，减少D14蛋白，阻碍了独脚金内酯的信号传递，最终导致独脚金内酯信号通路的抑制因子D53蛋白积累，促进了分蘖。

研究揭示了通过调控独脚金内酯受体基因D14的转录和剪接来调控水稻分蘖的新通路，为水稻株型改良提供了新启示。

研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。