李云海实验室在植物种子和器官大小调控领域取得新进展

植物种子和器官大小是重要的产量性状，大小调控也是一个基本的发育生物学问题。然而，植物决定其种子和器官最终大小的分子机理目前并不清楚。为了揭示植物种子和器官大小调控的分子机理,李云海研究组已在拟南芥中分离了一些大种子和器官的突变体da (DA是汉字“大”的意思)。其中，da1-1突变体形成大的种子、器官和粗壮的植株。DA1编码一个泛素受体蛋白，通过抑制细胞分裂从而调控植物种子和器官大小（Li, et al., 2008, Genes & Development）。为了进一步理解DA1作用的分子机制，李云海研究组分离了一系列da1-1的增强子（eod）和抑制子(sod)突变体，并克隆了一些EOD和SOD基因（Xu.,et al., 2011, Development; Fang, et al., 2012, The Plant Journal; Li, et al., 2012, New Phytologist等）。其中EOD1编码了一个E3泛素连酶，DA1和EOD1协同调控植物种子和器官大小。李云海实验室最近报道了DA2 基因调控植物种子和器官大小的分子机理。DA2 基因编码了另外一个E3泛素连接酶。da2-1突变体具有比Col-0更大的种子和器官，过量表达DA2产生小的种子和器官，表明DA2是种子和器官大小调控因子。遗传学分析显示DA1和DA2协同调控植物种子和器官大小，但是DA2和EOD1作用在不同的遗传途径中。进一步的生物化学实验表明DA1和DA2蛋白在体内和体外可以直接相互作用，揭示了植物种子和器官大小调控的新机制。

该研究首次在植物中揭示了泛素受体DA1与E3泛素连接酶DA2协同调控植物种子和器官大小的分子机制，首次建立了几个泛素相关蛋白DA1、DA2和EOD1调控植物种子和器官大小的遗传机制。该研究不仅在理论上为植物种子和器官大小调控机理的研究提供重要思路，也将为作物高产育种提供理论基础。该研究成果于2013年9月18日在线发表于The Plant Cell 上（DOI:10.1105/tpc.113.115063）。夏天等为共同第一作者，该研究得到科技部和国家自然基金的资助。