東北地理所揭示水稻中介體亞OsMED25調控BR信號和株型

近日，中國科學院東北地理與農業生態研究所卜慶云研究員及其團隊在Journal of? Integrative Plant Biology 2020年第1期上在線發表了題為Oryza sativa Mediator Subunit OsMED25 Interacts with OsBZR1 to Regulate Brassinosteroid Signaling and Plant Architecture in Rice 的研究論文。該研究通過遺傳學、分子生物學及生物化學等手段闡明了水稻中介體亞基OsMED25參與油菜素內酯BRs信號，進而調控水稻株型的分子機制。

BRs能夠調控植物的生長發育和生態適應性，在調控水稻株型方面發揮重要作用。在植物激素信號轉導過程中伴隨著各種轉錄調控的發生，中介體復合物在基因特異的轉錄因子和基于RNA聚合酶Ⅱ的轉錄機器間起到橋梁作用，是轉錄調控過程中重要的組成部分。然而，關于水稻中介體亞基的功能研究幾乎未見報道。

本研究發現在抽穗期OsMED25-RNAi和osmed25敲除突變體植株均呈現出葉夾角減小、株型緊湊的表型特征。BR敏感性實驗表明，OsMED25-RNAi和osmed25敲除突變體植株對BR的敏感性顯著降低。說明OsMED25能夠正調控水稻BR信號。

觀察OsMED25-RNAi Osbzr1-D雙突變體植株， 發現其葉夾角和BR敏感性都與OsMED25-RNAi單突變體植株相接近，能顯著恢復Osbzr1-D植株BR信號增強的表型，說明OsMED25可以影響OsBZR1的生物學功能。生化實驗表明，OsMED25與OsBZR1在植物體內存在相互作用，OsMED25能夠在OsBZR1靶標基因的啟動子區域富集，說明OsMED25可能通過OsBZR1來參與水稻BR 信號。進一步研究發現，OsMED25的缺失顯著降低了OsBZR1的轉錄抑制活性，且在全基因組水平上，OsMED25影響了近45%OsBZR1調控基因的表達，這意味著OsMED25可能主要作為OsBZR1的共抑制子來調控水稻BR信號。

總之，本研究發現了水稻中介體亞基OsMED25能夠正向調控BR信號，闡明了OsMED25通過OsBZR1相互作用來參與BR信號，進而調控水稻株型的分子機制，對水稻中介體功能研究及水稻BR信號轉導的分子機制具有重要的價值。

中科院東北地理所任月坤博士和助理研究員田曉杰為共同第一作者，卜慶云研究員為通信作者。中科院遺傳與發育生物研究所李傳友研究員和李淑鈺博士也參與此工作。本工作得到了國家自然科學基金和中科院種子創新研究院的資助。

（來源：中國科學院東北地理與農業生態研究所）