南京农大合作在水稻幼穗发育的分子机制研究中取得新进展

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　　近日，日本东北大学植物发育团队和南京农业大学水稻栽培团队合作在Plant Physiology在线发表了题为“ABERRANT PANICLE ORGANIZATION2 controls multiple steps in panicle formation through common direct-target genes”的研究论文，揭示了APO2转录因子在水稻从营养生长到生殖生长的转换时期和水稻幼穗发育时期的分子调控机制。
　　水稻是世界上最重要的粮食作物之一，水稻穗型对其产量至关重要。在水稻的营养生长阶段，地上分生组织（shoot apical meristem, SAM）持续产生叶片来维持生长。在进入到生殖生长阶段，SAM迅速膨大并转为花序分生组织（inflorescence meristem, IM），然后枝梗分生组织（branch meristem, BM），小穗分生组织（spikelet meristem, SM）和花分生组织（floral meristem, FM）依次有序发生。前期研究表明，水稻LFY同源基因ABERRANT PANICLE ORGANIZATION2（APO2）是水稻营养生长向生殖生长转换以及维持BM命运的重要调控因子。然而其分子调控机制尚未清晰。
　　该研究详细考察了APO2在水稻幼穗发育时期的功能，发现APO2不仅参与调控IM的大小和BM的命运维持，还抑制水稻幼穗苞叶的发育。为了进一步揭示以上三个事件的发生是否相互独立和其具体的分子机制，该研究通过激光显微切割技术精确获取了IM组织，并进行转录组测序。此外还对APO2进行了全基因组ChIP-seq分析。研究数据表明，APO2通过直接控制同一组下游基因（包括：OsSPL7, OsSPL14, NL1/OsGATA15, OSH6…），影响多个事件的发生。随后，该研究使用多种分子生物学和遗传学实验进行分析并证实了这一观点。
　　该研究，不仅阐释了APO2基因调控水稻幼穗发育新的分子机制，同时也揭示了多个发育过程的相关性，拓宽了对植物分生组织发育机制的理解，也为水稻穗型的改良提供了一个新思路。
　　日本东北大学経塚淳子教授和南京农业大学丁承强副教授为论文的共同通讯作者，日本东北大学博士后缪伊玲为第一作者。南京农业大学博士研究生荀倩也参与了此项研究。该工作得到日本学术振兴会和中国国家自然科学基金等的资助。（来源：中国生物技术网）