中国水稻研究所张健团队揭示ABA抑制水稻开花的新机制

近日，Journal of Advanced Research在线发表了中国水稻研究所张健团队题为Exogenous abscisic acid represses rice flowering via SAPK8-ABF1-Ehd1/Ehd2 pathway的研究论文。该研究揭示了“SAPK8-ABF1-Ehd1/Ehd2”途径参与脱落酸非光周期依赖的方式抑制水稻开花的新机制。

水稻的开花性状决定水稻的区域性生产和生态适应性。深入解析开花的遗传特性和分子机制，对于提高水稻的产量和品质具有重要的意义。脱落酸（Abscisic acid，ABA）在水稻开花过程中起着至关重要的作用，其效应受到外界环境、逆境胁迫程度以及ABA的合成部位和剂量的精细调控。已有研究报道外施ABA抑制植株的开花过程，但其潜在的分子机制仍未明晰。

研究发现在短日照和长日照条件下，依赖ABA的SnRK2激酶成员SAPK8和ABF1过量表达植株表现出开花延迟，并且对外施ABA介导的开花抑制敏感性增强， 而同时敲除 ABF1及其同源基因bZIP40促进开花。当植株感受到外界ABA信号后，SAPK8可以结合并磷酸化修饰ABF1，增强ABF1结合正向调节开花的主效因子Ehd1和Ehd2启动子的能力。进一步研究发现，ABF1可通过与表观调节因子FIE2的相互作用招募 PRC2复合物结合Ehd1 和Ehd2的启动子，并通过H3K27me3组蛋白修饰抑制Ehd1 和Ehd2的表达，而SAPK8通过磷酸化修饰ABF1可增强该效应，最终导致开花延迟。此外，遗传实验表明，Ehd1作用于ABF1的下游从而调控水稻开花。 该项研究揭示了SAPK8和ABF1在ABA信号传导以及调控水稻开花的生物学功能，并且PRC2介导的表观遗传修饰在ABA介导的抑制水稻开花的转录调控过程中发挥着重要的作用，为培育适宜抽穗期的水稻品种，进而提高水稻的高产稳产以及环境适应性提供了重要的理论依据。

该研究得到国家重点研发计划政府间国际科技创新合作项目、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金和中国水稻研究所重点研发项目的资助。课题组已毕业博士唐立群、博士研究生李光豪和王惠梅助理研究员为该论文的共同第一作者，王以锋副研究员、中科院东北地理所卜庆云研究员和张健研究员为该论文的共同通讯作者。万建民院士、吴玮勋副研究员、胡时开研究员、刘斌研究员为研究提供了重要的遗传材料，王鹏程研究员、吴玮勋副研究员、都浩研究员、 Shakeel Ahmad和Babatunde Kazeem Bello博士为文章的发表提供了宝贵的建议。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2090123223001753#b0350

Prof. Jian Zhang：https://www.x-mol.com/groups/cnrriseeddev

转自：“iPlants”微信公众号

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