Plant Cell | 浙江大学毛传澡课题组揭示水稻不定根发育的重要调控通路

• 花匠小妙招
• 2025-05-02 11:58

不定根是须根系植物根系的主要组成部分。水稻，小麦，玉米等禾本科作物均为须根系植物，根系主要由大量的不定根构成。不定根的数目和生长角度直接影响它们在土壤中的固着和养分的吸收，进而影响产量。但目前对禾本科植物不定根形成的分子机理尚不清楚。

2019年4月2日，浙江大学生命科学学院植物生物学研究所毛传澡教授课题组在The Plant Cell 在线发表了题为 OsSPL3, a SBP-Domain Protein, Regulates Crown Root Development in Rice 的研究论文。该研究揭示了水稻不定根发生的调控通路，水稻miR156的靶基因OsSPL3/OsSPL12通过诱导OsMADS50表达调控水稻不定根数目。

毛传澡课题组通过筛选水稻突变体库，获得了一个少不定根的突变体lcrn1（lower crown root number1）。该突变体不定根原基发育缓慢，不定根原基的起始被部分抑制，表现为少不定根数。图位克隆发现LCRN1编码一个含SBP结构域的转录因子OsSPL3。lcrn1中OsSPL3点突变干扰了miR156对它的转录后抑制，导致OsSPL3转录产物高积累，蛋白含量增加，抑制了不定根的发育。

进一步通过RNA-seq和ChIP-seq分析，研究人员找到了OsSPL3的下游靶基因OsMADS50，OsSPL3直接结合在OsMADS50的启动子区调控其表达。遗传学分析表明，过表达OsMADS50 抑制水稻不定根数目，而在lcrn1背景下敲除OsMADS50可部分恢复不定根数目。此外，该工作还表明OsSPL3的同源基因OsSPL12也参与调控不定根数目。

该工作阐明了miR156-OsSPL3/OsSPL12-OsMADS50 通路调控水稻不定根发生的机制，为禾本科作物根系的遗传改良提供了新的思路。

该研究由浙江大学毛传澡教授课题组完成。博士研究生邵彦林为该论文的第一作者，毛传澡教授为通讯作者，新加坡国立大学的俞皓教授参与了相关工作。该工作得到了国家重点研发计划、国家基金等项目的资助。

http://www.plantcell.org/content/early/2019/04/02/tpc.19.00038

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