调控水稻分蘖的一个新的重要分子机制

自然—通讯，2012-03-20

据中国农业科学院最新消息，由该院作物科学研究所所长万建民领导的课题组，通过花粉培养研究构建了独具特色的一系列水稻突变体材料，对其中一个分蘖显著增加的多分蘖突变体Tiller Enhancer（TE）的基因克隆和功能分析，发现了调控水稻分蘖的一个新的重要分子机制。

据万建民介绍，水稻分蘖是影响水稻产量的一个重要因子，同时分蘖也是植物生物学研究中关于植物株型建成的一个中心议题。其基本原理是，MONOCULM 1（MOC1）编码一个植物特有的GRAS转录因子，控制分蘖芽的起始和生长等过程，是水稻分蘖的主控因子。此前，其自身的调控机理尚不清楚。

通过对TE基因功能的深入研究，万建民课题组揭示了TE通过调控MOC1的降解来调控水稻分蘖的重要分子机理。10多年来，课题组的秦瑞珍等通过对多分蘖突变体TE以及少分蘖突变体MOC1—5的遗传分析，发现TE作用于MOC1的上游；生化研究发现TE和MOC1位于同一个蛋白复合物中并直接互作；分子遗传学分析发现，TE编码一个细胞分裂后期启动复合物（简称APC/C）的激活蛋白，与APC/C复合体的CDC27亚基直接互作。APC/C是真核生物中功能高度保守的一种E3泛素连接酶，参与降解细胞周期中的关键调控因子，从而促进细胞周期的进程。课题组证明TE直接作用于MOC1，导致后者以依赖于泛素-26S蛋白酶系统的方式降解。该研究揭示了APC/C TE参与了调控植物株型建成的新功能。

论文链接：Rice APC/CTE controls tillering by mediating the degradation of MONOCULM 1

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