明凤课题组揭示水稻根系发育过程中生长素和细胞分裂素的上游调控新机制
水稻是世界上最重要的粮食作物之一，在亚洲包括中国在内的粮食生产中具有十分突出的地位。水稻的根系构型对于其产量具有决定性作用，并且与水稻自身生长发育和对环境胁迫的抗性密切相关。研究根系发育的分子机制，对通过基因工程改造作物性状、培育优质和高产的作物具有深远意义。今年2月， Plant Biotechnology Journal出版了明凤研究组题为“OsNAC2 integrates auxin and cytokinin pathways to modulate rice root development”的研究论文。该研究发现了水稻NAC 家族转录因子OsNAC2整合生长素和细胞分裂素信号途径，调控根系发育的分子机制。OsNAC2参与根系发育，其knockout和-knockdown株系存在根长增长、冠根增多的表型。进一步研究发现，OsNAC2直接上调IAA-inactive相关基因（OsGH3.6和OsGH3.8）表达，同时下调IAA- signaling相关基因（OsARF25）和CK氧化基因（OsCKX4）的表达，从而抑制IAA的活性和响应以及增加CK的含量。OsNAC2对IAA和CK的交叉作用下调了OsCDKs和OsCRLs的表达，进而抑制水稻根系的生长（下图）。本研究揭示了水稻根系发育过程中生长素和细胞分裂素的上游调控网络，为植物激素调控根系发育的分子机制研究打开新视角，并为通过遗传途径提高水稻产量提供理论依据。
Mao et al., (2020) Plant Biotech J.