研究水稻分蘖调控基因RCN22调控分蘖芽伸长的分子机制

中国农业科学院作物科学研究所作物功能基因组研究创新团队鉴定到了水稻分蘖调控基因 RCN22 ，阐明了该基因被分蘖调控转录因子TB1调控，进而影响水稻糖含量最终调控水稻分蘖数的分子机制。为水稻高产育种提供了重要基因资源和理论基础。相关研究成果发表在《植物通讯（Plant Communications）》上。

分蘖是影响水稻产量的重要农艺性状，分蘖芽的休眠与伸长是决定水稻分蘖数目的关键因素。近年来，大量研究表明水稻分蘖过程中受到多种植物激素和糖的共同调控，其中可调控水稻株型的新型植物激素独脚金内酯和糖互相拮抗调控水稻分蘖，但二者相互作用的机理尚不完全清楚。

该团队通过图位克隆的方式鉴定到了一个新的水稻分蘖调控基因 RCN22 。研究表明，该基因编码叶绿体内一个蛋白并调控光合作用碳反应关键酶的稳定性。研究发现，当 RCN22 基因突变后，突变体的碳同化效率下降，从而引起分蘖芽中糖含量降低。进而激活独脚金内酯信号途径正调控基因 D3 和 TB1 的表达，以及独脚金内酯信号途径的阻遏蛋白D53的降解，导致分蘖芽进入休眠状态。此外，研究还发现TB1可以特异性地结合在 RCN22 基因启动子区域并抑制该基因的表达。该研究在分子水平上揭示了碳同化模块与独脚金内酯信号传导模块形成的负反馈调控环共同影响水稻分蘖芽伸长的机制，为水稻株型改良提供了新见解。

作科所博士研究生莫天宇和王天浩为该论文的共同第一作者，李学勇研究员为该论文的通讯作者。该研究得到了 科技创新2030 重大项目、中国农业科学院创新工程、国家面上项目和山东省农业良种工程项目的资助。