华南植物园揭示水稻中油菜素内酯调控赤霉素生物合成的分子机制

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油菜素内酯（brassinosteroid，BR）和赤霉素（gibberellin，GA）是植物生长和发育过程中两种重要的促生长激素，它们的信号通路之间存在广泛的交互。研究表明，DELLA蛋白（GA信号传导负调控因子）与BR信号转导组分BZR1（Brassinozale-Resistant 1）相互作用，导致BZR1的DNA结合能力受到抑制，而GA诱导的DELLA蛋白的降解则增强了BR的信号传导。最近对几种BR和GA相关突变体的研究表明，BR可以诱导GA生物合成基因的表达，从而增加GAs的生物活性。尽管目前在BR和GA中的信号转导方面已经取得了较大进展，但是尚不清楚BR如何在分子水平上调节GA生物合成，尤其在水稻中两者之间的关系更是有待研究。

近日，华南植物园李建雄研究组和长江大学生命科学学院田志宏研究组为合作在New Phytologist在线发表了题为A brassinosteroid responsive miRNA-target module regulates gibberellin biosynthesis and plant development的研究论文，揭示了BR和GA信号在水稻生长和发育中相互作用的分子机制。

在这项研究中，研究人员发现BR可以调节OsmiR159d的水平，进而切割目标基因OsGAMYBL2，而OsmiR159d-OsGAMYBL2可以作为早期BR响应模块起作用。该研究还发现，OsGAMYBL2还可以调节BR信号途径的BU1（BR UPREGULATED1）和两种GA生物合成基因CPS1和GA3ox2的表达（CPS1和GA3ox2分别催化GA生物合成的第一步和最后一步），以协调BR信号传导和GA生物合成进而促进植物生长和发育。

该研究还表明，在水稻中OsGSK2（Brassinosteroid-Insensitive 2同源蛋白）是BR信号传导的一个关键负调控因子，与OsGAMYBL2相互作用并阻止其在24-epibrassinolide处理后降解，而SLR1（SLENDER RICE1）作为一种负调控GA信号的DELLA蛋白，与OsGAMYBL2相互作用并阻止OsGAMYBL2与靶基因启动子结合。GA信号诱导OsGAMYBL2的降解，并因此增强BR信号传导。

水稻中OsmiR159d-OsGAMYBL2是BR早期响应模块

总之，该研究表明BR可以调节OsmiR159d的水平，BR响应模块连接BR信号传导和GA生物合成，协调BR和GA在植物生长和发育中的作用。该研究为进一步探索BR和GA途径及其相互串扰作用提供了新的研究思路。