目的:研究SEPALLATA基因调控水稻花序发育的机制

来源：上海交通大学，2021-12-03 12:36

近日，上海交通大学生命科学与技术学院张教授团队在著名植物学期刊《新植物学家杂志》上在线发表了名为“水稻分离基因OS mads5和OS mads34通过更新术语合作限制侵染分枝”的论文。

近日，上海交通大学生命科学与技术学院的张教授在著名植物学期刊《新植物学家ing terminal flower 1-like gene rcn 4》(https://published . NCBI . NLM . NIH . gov/34767634/)上发表了一篇题为《水稻分离基因os mads5和os mads34通过回复合作限制侵染分枝》的在线出版物。本工作系统阐明了MADS-box基因萼片5号和奥斯曼34号在水稻花序发育协同调控中的作用机制。生命科学与技术学院博士生朱为论文第一作者，西班牙巴伦西亚理工大学生命科学与技术学院张教授和Ludovico Dreni博士为论文共同作者。

水稻花序结构的决定因素包括花序分生组织活性的终止、次生分生枝/小穗分生组织的数量和比例以及分生枝向小穗分生组织的转化。目前，水稻和玉米中已经报道了一些参与分生组织命运决定的关键基因，但对花序和小穗分生组织命运决定的分子调控网络知之甚少。在本研究中，我们发现OsMADS34的转录始于第一花序发育阶段(in1)；此后，OsMADS34蛋白开始在花序分生组织和分枝分生组织的早期发育阶段积累。另一方面，OsMADS5在发育第四阶段(In4)开始表达，随后在次生分生枝和小穗分生组织中高表达，与OsMADS34的表达位点明显重叠(图1)。

在本研究中，通过基因编辑获得的osmads5单突变体在穗发育过程中没有明显的异常，但双突变体osmads5 osmads34的次生枝数、高枝数和小穗数明显高于osmads34。osmads34单突变体和osmads5 osmads34双突变体中，TERMINAL FLOWER 1(TFL1)基因RCN4显著上调。RCN4功能的缺失可以恢复osmads34的分支表型，RCN4的过度表达会导致分支和小穗数量的显著增加。染色质免疫沉淀、电泳迁移率和双荧光素酶实验表明，OsMADS5和OsMADS34能直接与RCN4启动子结合并调控其表达。

根据上述结果，作者进一步提出了该模型(图2)，即OsMADS5和OsMADS34可以协同调控水稻花序发育。OsMADS5和OsMADS34通过协同抑制RCN4的表达，在限制穗分枝和促进小穗分生组织特征转化方面发挥相似的作用。该研究为更好地理解水稻花序结构的分子调控机制提供了新的见解。(100yiyao.com)

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