本網訊 中國農業(yè)科學院作物科學研究所萬建民科研團隊最新研究發(fā)現(xiàn)，一種新的D53核蛋白作為調控植物分蘗的激素——獨腳金內酯信號途徑的“開關”，參與調控植物分蘗（枝）的生長發(fā)育，從而為植物特別是農作物的株型改良提供了重要的理論基礎，也為育種家解決水稻秈粳亞種間雜交優(yōu)勢利用技術難題提供了幫助。相關研究成果于12月11日在線發(fā)表在《自然》上。這也是萬建民科研團隊繼2012年在該刊上報道TE蛋白調控水稻分蘗形成機理后，在闡述植物分枝（蘗）形成機制領域的又一重大進展。
據萬建民介紹，雜交稻的推廣應用被譽為第二次綠色革命，但普通秈型雜交稻的單產潛力已十分有限。而秈粳亞種間雜交具有強大的雜種優(yōu)勢，其有效利用可實現(xiàn)水稻單產的再次飛躍。因此，挖掘水稻秈粳亞種間的雜交優(yōu)勢成為作物育種學家的重要課題。然而，秈粳交雜種普遍存在植株偏高、易倒伏等問題，使得秈粳亞種間的雜種優(yōu)勢利用受到了極大的限制。為攻克這一難題，科研團隊從控制水稻分蘗的角度開展了探索性研究。
獨腳金內酯是一類新的調控植物分蘗的激素，但該激素如何調控植物分蘗的分子機理尚不清楚。萬建民科研團隊利用一個部分顯性水稻矮化多分蘗突變體d53，通過外源激素處理和內源激素測定進行了獨腳金內酯調控植物分蘗的機理研究。
結果表明，d53是一個獨腳金內酯不敏感突變體。通過精細定位和圖位克隆，他們獲得了位于水稻第11號染色體短臂末端的DWARF 53(D53)基因，該基因編碼一個新的在結構上與I類Clp ATPase類似的核蛋白——D53蛋白。后續(xù)的功能分析發(fā)現(xiàn)，在獨腳金內酯存在的條件下，D53蛋白可與兩個已知的獨腳金內酯信號分子D14、D3互作形成蛋白復合體，使得D53蛋白更易被蛋白酶體系統(tǒng)降解，從而誘導獨腳金內酯信號的響應，對植物分蘗發(fā)揮調控作用。這一結果為通過調控D53基因的表達量，影響獨腳金內酯的信號轉導，從而對植物分蘗發(fā)揮調控作用提供了重要依據。
