植物所發(fā)現(xiàn)水稻低溫適應(yīng)性的“分子開關(guān)”

植物協(xié)調(diào)應(yīng)對(duì)逆境脅迫的防御反應(yīng)和器官發(fā)育的環(huán)境塑造，是植物在長期的進(jìn)化過程中適應(yīng)多變環(huán)境的基本條件。因此，植物適應(yīng)環(huán)境的分子機(jī)制是植物科學(xué)最重要的科學(xué)問題之一，也是作物分子設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。但當(dāng)前研究對(duì)逆境下植物調(diào)節(jié)生長發(fā)育與防御反應(yīng)間動(dòng)態(tài)平衡的分子機(jī)制的認(rèn)識(shí)并不清晰。

近日，中國科學(xué)院植物研究所種康團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，水稻MADS-box轉(zhuǎn)錄因子家族OsMADS57協(xié)同其互作蛋白OsTB1，能夠調(diào)控水稻的低溫耐受性，具有平衡器官發(fā)生和防御反應(yīng)的分子開關(guān)特性。研究發(fā)現(xiàn)，OsMADS57和OsTB1對(duì)低溫防御反應(yīng)的調(diào)控依賴于二者的共同靶基因OsWRKY94。常溫下OsMADS57與OsTB1蛋白互作，抑制獨(dú)腳金內(nèi)酯受體基因D14的轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)水稻側(cè)芽的分化及分蘗的形成；而在低溫下，OsMADS57與OsTB1通過直接激活OsWRKY94的轉(zhuǎn)錄，啟動(dòng)防御反應(yīng)。OsMADS57作為調(diào)控水稻側(cè)芽發(fā)育和低溫耐受性的分子開關(guān)，平衡水稻的生長發(fā)育和脅迫響應(yīng)的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，控制植物對(duì)低溫環(huán)境的適應(yīng)性。該研究有助于加深對(duì)植物如何調(diào)節(jié)生長發(fā)育以適應(yīng)多變外界環(huán)境的認(rèn)識(shí)，在水稻品種改良和分子設(shè)計(jì)育種方面具有重要理論意義。

相關(guān)研究成果發(fā)表在New Phytologist上，博士陳麗萍為論文第一作者，中科院院士種康為通訊作者。該研究得到了科技部、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)和中澳雙邊“CAS-CSIRO”項(xiàng)目的資助。來源：中國科學(xué)院