华中农业大学邢永忠课题组发现复合体Ghd7-Ghd8-OsHAP5C调控水稻开花新机制

以下文章来源于JIPB ，作者JIPB

抽穗期决定水稻品种的地区适应性和季节适应性，进而影响水稻产量。水稻通过整合一系列内源因子和环境信号特别是光周期选择合适的开花时间。育种家通过遗传改良，培育适应不同生态区开花期的品种，实现产量最大化。随着Ghd7, Ghd8, Hd1和Ehd1等重要水稻光周期调控基因的克隆和功能解析，水稻光周期开花途径基本清晰，但是它们的互作调控关系依然不明。

JIPB近日在线发表了华中农业大学邢永忠教授课题组题为“The amino acid residue E96 of Ghd8 is crucial for the formation of the flowering repression complex Ghd7-Ghd8-OsHAP5C in rice”的研究论文（https://do‍i.org‍/10.11‍1‍1/jipb‍.‍13426）。该研究鉴定到一个Ghd7的抑制因子SOG7，证实了sog7是Ghd8的一个新的突变等位基因，它编码蛋白的第96位谷氨酸突变为赖氨酸（E96K），导致Ghd7-Ghd8-OsHAP5C复合体不能形成，继而消除了该复合体对Hd3a表达的抑制，促进水稻开花。

Ghd7-Ghd8-OsHAP5C 复合体调控成花素基因Hd3a表达分析

他们利用EMS诱变Ghd7超量表达的中花11获得了一个在长日照条件下早花突变体sog7。利用图位克隆策略成功分离了SOG7基因，该基因是该课题组前期克隆的Ghd8，突变体的sog7在编码区NF-YB结构域上发生了E96K的氨基酸替换。转录水平分析发现Ehd1、Hd3a和RFT1在sog7突变体中都被显著上调。进一步实验表明在长日照下，Ghd8和OsHAP5C互作后与Ghd7形成复合体，该复合体能够直接结合在Hd3a启动子上，抑制其表达，从而延迟开花。E96K突变导致Ghd8无法与OsHAP5C互作，从而影响Ghd7-Ghd8-OsHAP5C复合体的形成。结构生物学预测表明E96K突变可能导致Ghd8的α4空间改变从而影响Ghd8与OsHAP5C之间的互作。该研究有助于深入了解Ghd7参与的光周期开花途径，为水稻抽穗期改良提供有效指导。

华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室、湖北洪山实验室邢永忠教授课题组长期从事水稻抽穗期相关基因的挖掘和分子机理研究。先后克隆了重要开花期基因Ghd7、Ghd8、Ghd7.1，纠正了人们早期对Hd1调控开花功能的片面性认识，解析了它们之间遗传互作调控关系，建立了抽穗期设计育种技术，实现了抽穗期的精准调控(Nat Genet, 2008; Mol plant 2011; Cell Res, 2013; New Phytol, 2015; Sci Rep, 2017; Rice, 2019; Plant Cell, 2020; Plant Cell Environ,2021; J Exp Bot; 2021)。邢永忠教授为该论文的通讯作者，博士生李双乐为第一作者。该研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。

转自：“iPlants”微信公众号

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