東北地理所揭示水稻中介體亞OsMED25調(diào)控BR信號和株型

近日，中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所卜慶云研究員及其團隊在Journal of? Integrative Plant Biology 2020年第1期上在線發(fā)表了題為Oryza sativa Mediator Subunit OsMED25 Interacts with OsBZR1 to Regulate Brassinosteroid Signaling and Plant Architecture in Rice 的研究論文。該研究通過遺傳學(xué)、分子生物學(xué)及生物化學(xué)等手段闡明了水稻中介體亞基OsMED25參與油菜素內(nèi)酯BRs信號，進而調(diào)控水稻株型的分子機制。

BRs能夠調(diào)控植物的生長發(fā)育和生態(tài)適應(yīng)性，在調(diào)控水稻株型方面發(fā)揮重要作用。在植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中伴隨著各種轉(zhuǎn)錄調(diào)控的發(fā)生，中介體復(fù)合物在基因特異的轉(zhuǎn)錄因子和基于RNA聚合酶Ⅱ的轉(zhuǎn)錄機器間起到橋梁作用，是轉(zhuǎn)錄調(diào)控過程中重要的組成部分。然而，關(guān)于水稻中介體亞基的功能研究幾乎未見報道。

本研究發(fā)現(xiàn)在抽穗期OsMED25-RNAi和osmed25敲除突變體植株均呈現(xiàn)出葉夾角減小、株型緊湊的表型特征。BR敏感性實驗表明，OsMED25-RNAi和osmed25敲除突變體植株對BR的敏感性顯著降低。說明OsMED25能夠正調(diào)控水稻BR信號。

觀察OsMED25-RNAi Osbzr1-D雙突變體植株， 發(fā)現(xiàn)其葉夾角和BR敏感性都與OsMED25-RNAi單突變體植株相接近，能顯著恢復(fù)Osbzr1-D植株BR信號增強的表型，說明OsMED25可以影響OsBZR1的生物學(xué)功能。生化實驗表明，OsMED25與OsBZR1在植物體內(nèi)存在相互作用，OsMED25能夠在OsBZR1靶標基因的啟動子區(qū)域富集，說明OsMED25可能通過OsBZR1來參與水稻BR 信號。進一步研究發(fā)現(xiàn)，OsMED25的缺失顯著降低了OsBZR1的轉(zhuǎn)錄抑制活性，且在全基因組水平上，OsMED25影響了近45%OsBZR1調(diào)控基因的表達，這意味著OsMED25可能主要作為OsBZR1的共抑制子來調(diào)控水稻BR信號。

總之，本研究發(fā)現(xiàn)了水稻中介體亞基OsMED25能夠正向調(diào)控BR信號，闡明了OsMED25通過OsBZR1相互作用來參與BR信號，進而調(diào)控水稻株型的分子機制，對水稻中介體功能研究及水稻BR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子機制具有重要的價值。

中科院東北地理所任月坤博士和助理研究員田曉杰為共同第一作者，卜慶云研究員為通信作者。中科院遺傳與發(fā)育生物研究所李傳友研究員和李淑鈺博士也參與此工作。本工作得到了國家自然科學(xué)基金和中科院種子創(chuàng)新研究院的資助。

（來源：中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所）