Plant J | 四川农业大学李双成/李平教授团队揭示DLT2转录因子介导BR信号转导调控水稻株型和籽粒大小的分子机制

水稻的重要性不言而喻，它是全球最主要的粮食作物之一。株型与粒型是决定水稻产量的重要农艺性状，与诸多信号通路相关，其中油菜素内酯（Brassinosteroids，BRs）能够显著影响作物的叶夹角、株高及籽粒大小等。因此，操纵与BR生物合成和信号转导相关的基因将有助于获得较好的产量性状。一些转录因子（TF）已被报道在BR信号转导中发挥作用。然而，它们潜在的调控关系在很大程度上仍然未知。

2023年9月12日，The Plant Journal在线发表了四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室 /水稻研究所李双成教授、李平教授团队题为“DWARF AND LOW-TILLERING 2 functions in brassinosteroid signaling and controls plant architecture and grain size in rice”的研究论文，该研究发现植物特异性转录因子GRAS成员DLT2（DWARF AND LOW-TILLERING 2）DLT2是BR信号转导网络中的正调控因子，为水稻GRAS蛋白在调节株型和籽粒形态中的功能提供了新见解。

该团队通过对籼稻品种9311（野生型，WT）进行EMS诱变，筛选到一个株型发生改变、籽粒宽度增加且对BR敏感性降低的突变体，并将其命名为dwarf and low-tillering 2（dlt2）。DLT2编码蛋白为GIBBERELLIN INSENSITIVE (GAI)-REPRESSOR OF GAI (RGA)-SCARECROW （GRAS）转录因子家族成员，该蛋白主要定位于细胞核并具有较弱的转录活性。进一步遗传和生化分析表明，DLT2与BR信号转导相关的转录因子DLT及BRASSINAZOLE-RESISTANT 1（OsBZR1）互作，并可能调节其转录活性。这些发现表明DLT2与一种潜在的转录复合物有关，该复合物介导BR信号转导和水稻发育，并表明DLT2可能是改善水稻株型和粒型的潜在靶标。该项工作同时揭示了水稻GRAS成员在调节诸多发育过程中的重要作用。

图1. 野生型WT和dlt2突变体株型和油菜素内酯响应的比较

图2. DLT2在调节BR信号转导和水稻发育中的生物学作用模型

邹挺副教授为该论文第一作者，李双成教授和李平教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（32171966、31971867）、四川省科技支撑项目（2022ZDZX0012、2021YFYZ0016、2023YFN0007、2021YFYZ0027）和四川省自然科学基金（2022NSFSC1685）的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1111/tpj.16464

转自：“植物生物学研究”微信公众号

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