广东
近日，华中农业大学资源与环境学院植物营养生物学团队在植物学经典权威期刊Plant, Cell & Environment上发表了题为“OsMYB67 knockout promotes rice heading and yield by facilitating copper distribution in panicles”的研究论文，该研究揭示了转录因子OsMYB67负调控铜向稻穗分配进而影响水稻抽穗及产量形成的分子机制。
图1 OsMYB67在水稻根部受铜诱导表达
前期，课题组对不同铜水平处理下的水稻根系进行转录组分析，获得一个受铜诱导表达的MYB转录因子OsMYB67。荧光定量PCR和ProOsMYB67:GUS转基因植株分析结果显示，OsMYB67在水稻各组织器官中均有表达，在根中的表达量相对较高且受铜诱导，但在地上部其表达受铜的影响较小（图1）。
图2 OsMYB67超量表达植株和突变体的抽穗表型及铜在茎叶穗中的分配占比
在营养生长时期，敲除突变OsMYB67对水稻生长没有显著影响，但可显著提高根、地上部和木质部汁液中的铜含量。在生殖生长时期，OsMYB67敲除突变体表现为早抽穗现象（与野生型相比提前4-6天），而超量表达植株则表现为晚抽穗现象（与野生型相比推迟5-6天）；同时，敲除突变OsMYB67显著降低了铜在叶片中的分配比例，但显著提高了铜在穗中的分配比例，而在超量表达植株中的结果正好相反（图2）。此外，在成熟期，相较于野生型，OsMYB67敲除突变体的有效穗数、籽粒产量及籽粒中的铜含量显著升高。
图3 OsMYB67负调控水稻铜营养的分子机制
通过酵母单杂交、EMSA、烟草瞬时表达、RT-qPCR及原位PCR实验证明，OsMYB67可直接与铜外排基因OsHMA9的启动子序列相互结合，并上调其表达水平；敲除突变OsMYB67抑制了OsHMA9基因表达，从而保持细胞内较高水平的铜。进一步对OsHMA9突变体进行分析，结果显示其根和地上部及籽粒中的铜含量均显著高于野生型。此外，在OsMYB67敲除突变体中，铜伴侣蛋白基因OsATX1和铜转运基因OsYSL16的表达水平极显著升高，OsATX1的表达水平升高了9倍左右，OsYSL16的表达水平升高了40倍以上，进而促进了铜向稻穗和籽粒中的分配，有利于水稻抽穗和产量形成（图3）。
华中农业大学资源与环境学院已毕业博士丁静丽为该论文第一作者，蔡红梅副教授为该论文通讯作者。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.15540
来源： 华中农业大学南湖新闻网
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