油菜素內酯決定水稻身高

中科院遺傳發育所植物基因組學國家重點實驗室儲成才研究組童紅寧博士，通過對大量水稻激素相關突變體的分析，系統揭示了兩種植物株高決定性激素油菜素內酯與赤霉素間的關系，這一研究成果11月4日在線發表在植物學領域頂級雜志《植物細胞》上。

作為新發現的綠色環保型植物生長調節劑，油菜素內酯是活性最高的高效、廣譜、無毒的植物生長激素。油菜素內酯能充分激發植物內在潛能，促進作物生長和增加作物產量，提高作物耐冷性，改善作物抗病、抗鹽能力，使作物的耐逆性增強等，在農業生產上獲得廣泛應用。赤霉素是經典的細胞伸長促進型激素，赤霉素合成基因突變的利用導致了著名的水稻綠色革命。兩種激素的缺失都會導致水稻矮小，但其調控細胞伸長的機制及相互間關系并不清楚。

研究組從2006年開始率先在水稻中開展油菜素內酯的功能機制研究，先后克隆了多個油菜素內酯信號傳導途徑中的重要組分，并首次提出了以GSK2負調控子為核心的油菜素內酯下游多條特異支路調控各種相關性狀的模型。與此模型一致，最近，研究組童紅寧博士通過大量突變體的功能分析發現，油菜素內酯通過調節另一植物激素赤霉素的代謝來特異性地調控細胞伸長。生理濃度的油菜素內酯刺激赤霉素合成促進植物生長，而高濃度的油菜素內酯誘導活性赤霉素轉化成非活性形式從而抑制植物生長。反過來，低濃度的赤霉素抑制油菜素內酯反應，而高濃度的赤霉素利用油菜素內酯促進植物生長。這一工作揭示了油菜素內酯促進水稻生長的分子機制，系統闡釋了兩種控制株高的重要激素間的關系，為利用油菜素內酯提高作物產量提供了理論支持。endprint