中科院遺傳發(fā)育所植物基因組學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)成才研究組童紅寧博士，通過對(duì)大量水稻激素相關(guān)突變體的分析，系統(tǒng)揭示了兩種植物株高決定性激素油菜素內(nèi)酯與赤霉素間的關(guān)系，這一研究成果11月4日在線發(fā)表在植物學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)雜志《植物細(xì)胞》上。

作為新發(fā)現(xiàn)的綠色環(huán)保型植物生長調(diào)節(jié)劑，油菜素內(nèi)酯是活性最高的高效、廣譜、無毒的植物生長激素。油菜素內(nèi)酯能充分激發(fā)植物內(nèi)在潛能，促進(jìn)作物生長和增加作物產(chǎn)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(qiáng)等，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上獲得廣泛應(yīng)用。赤霉素是經(jīng)典的細(xì)胞伸長促進(jìn)型激素，赤霉素合成基因突變的利用導(dǎo)致了著名的水稻綠色革命。兩種激素的缺失都會(huì)導(dǎo)致水稻矮小，但其調(diào)控細(xì)胞伸長的機(jī)制及相互間關(guān)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(nèi)酯的功能機(jī)制研究，先后克隆了多個(gè)油菜素內(nèi)酯信號(hào)傳導(dǎo)途徑中的重要組分，并首次提出了以GSK2負(fù)調(diào)控子為核心的油菜素內(nèi)酯下游多條特異支路調(diào)控各種相關(guān)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(fā)現(xiàn)，油菜素內(nèi)酯通過調(diào)節(jié)另一植物激素赤霉素的代謝來特異性地調(diào)控細(xì)胞伸長。生理濃度的油菜素內(nèi)酯刺激赤霉素合成促進(jìn)植物生長，而高濃度的油菜素內(nèi)酯誘導(dǎo)活性赤霉素轉(zhuǎn)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(nèi)酯反應(yīng)，而高濃度的赤霉素利用油菜素內(nèi)酯促進(jìn)植物生長。這一工作揭示了油菜素內(nèi)酯促進(jìn)水稻生長的分子機(jī)制，系統(tǒng)闡釋了兩種控制株高的重要激素間的關(guān)系，為利用油菜素內(nèi)酯提高作物產(chǎn)量提供了理論支持。endprint