我國科學(xué)家成功克隆水稻小穗發(fā)育新基因

近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所萬建民院士團隊克隆了水稻小穗發(fā)育新基因OsPEX5，并對其調(diào)控水稻小穗發(fā)育的分子機制進行了深入研究。成果在線發(fā)表于《新植物學(xué)家（New Phytologist）》上。

小穗是禾本科植物花序結(jié)構(gòu)的獨特結(jié)構(gòu)單位，其正常發(fā)育是決定產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素。對水稻小穗發(fā)育分子調(diào)控機理研究有重要理論價值和現(xiàn)實意義。

該團隊以水稻小穗發(fā)育畸形突變體為材料，通過圖位克隆的方法鑒定了一個能夠編碼過氧化物酶體受體蛋白基因OsPEX5。OsPEX5蛋白可以與茉莉酸生物合成途徑12-氧-植物二烯酸還原酶發(fā)生互作并影響其過氧化物酶體的定位，從而造成突變體中茉莉酸含量下降，且通過外源甲基茉莉酸處理可以部分恢復(fù)其小穗異常的表型。進一步研究還發(fā)現(xiàn)，水稻茉莉酸信號途徑中的正向調(diào)控因子可以結(jié)合到花發(fā)育關(guān)鍵基因的啟動子上并激活它們的表達，并且這種激活作用還會被茉莉酸信號途徑中的負(fù)調(diào)控因子所拮抗。該研究完善了茉莉酸調(diào)節(jié)植物生殖發(fā)育時的分子機制，并為調(diào)控植物中茉莉酸的生物合成提供了重要的理論基礎(chǔ)。

該研究得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃項目以及中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項目的資助。