The Plant Journal | 我室蔡强教授团队揭示水稻TETs基因家族的表达特征及其在生长发育中的功能

Tetraspanins（TETs）是真核生物中一类小的进化保守的跨膜蛋白超家族。它充当膜的主要组织者，调控相关伴侣蛋白的分布和聚集，在细胞粘附、膜融合等广泛的生物学过程中发挥重要功能。目前，动物TETs基因的功能已被阐述很多，但植物TETs的功能在很大程度上仍然未知，尤其在水稻发育中的作用还不清楚。

近日，我室蔡强教授团队在The Plant Journal发表了题为“Rice Tetraspanins Express in Specific Domains of Diverse Tissues and Regulate Plant Architecture and Root Growth”的研究论文。借助生物信息学、分子生物学和遗传学等多种研究手段，作者发现OsTETs具有与动物和拟南芥TETs相似的核心结构域，大多数OsTETs蛋白定位在内质网上，部分OsTETs基因在水稻营养器官和生殖器官的不同组织中具有相似的表达谱。

依据OsTETs重叠的表达模式，作者进一步地利用CRISPR-Cas9基因编辑技术生成了OsTET5、OsTET6 和OsTET9、OsTET10的单、双突变体，田间试验发现双突变体ostet5 ostet6和ostet9 ostet10均表现出株高变矮、分蘖增加，节间缩短，二级支梗数和穗粒数相对减少的表型。进一步研究发现OsTET5、OsTET6 和OsTET9、OsTET10在分蘖芽、分蘖基部及二级支梗原基也具有相似的表达模式。因此，作者推测OsTET5和OsTET6、OsTET9和OsTET10在通过调控株高和分蘖参与水稻株型发育方面具有相似的功能。

鉴于OsTET13在根中的特异性表达特征，作者还构建了OsTET13的突变体和过表达材料，发现OsTET13负调控水稻根长。为了探究OsTET13在根发育中的功能，作者通过RNA-seq分析，发现在ostet13突变体中显著富集到‘α-Linolenic acid metabolism’途径，而茉莉酸（JA）是α-Linolenic acid的代谢产物之一 。进一步结合OsTET13的突变体和过表达材料中JA途径相关基因的表达量检测、内源JA含量测定，以及外源施加MeJA和IBU（JA抑制剂）后根长表型及相关基因表达量变化等试验，表明OsTET13通过介导JA的生物合成调控水稻根的发育。

综上所述，该研究对OsTETs的表达特征进行了系统性分析，揭示了OsTET5-6和OsTET9-10通过调控株高和分蘖数参与水稻株型发育，以及OsTET13通过介导JA途径参与水稻根的生长，为今后的研究奠定重要基础。杂交水稻全国重点实验室蔡强教授为该论文的通讯作者，实验室在读博士生秦珊珊为论文的第一作者。该研究得到了国家重点研发计划、湖北省自然科学基金和国家自然科学基金的资助。

原文链接:http://doi.org/10.1111/tpj.16536