Plant Cell | 我室李绍清团队揭示转录因子OsGRF7调控水稻耐盐性的分子机制

由于工业污染的加剧、化肥的大量使用以及不合理灌溉等原因，全球土壤盐碱化程度日益加剧，导致耕地资源遭到破坏，农业生产蒙受巨大损失，已成为一个世界性的生态难题。水稻作为世界上最重要的粮食作物，正面临着土壤盐碱化所带来的威胁，严重影响水稻正常生长和产量稳定。因此，发掘水稻耐盐相关基因，揭示耐盐机理，对选育耐盐品种、提高水稻耐盐性、保障水稻产量具有重要意义。

近日，武汉大学杂交水稻全国重点实验室李绍清教授团队在国际著名植物学期刊The Plant Cell上在线发表了题为GROWTH REGULATING FACTOR 7-mediated arbutin metabolism enhances rice salt tolerance的论文，揭示了转录因子OsGRF7调控水稻耐盐性和籽粒大小的分子机制。

研究发现提高OsGRF7的表达（GRF7-OE）可促进水稻对盐胁迫的耐受性，而抑制其表达（GRF7-Ri）或敲除该基因（grf7）则降低其耐盐性。非靶向代谢组分析发现，抗氧化代谢物arbutin在GRF7-OE中成倍增加，而外源施加arbutin能够明显改善GRF7-Ri和grf7的耐盐能力。

生化分析发现，hydroquinone在UDP-葡萄糖基转移酶（UGTs）的催化下可以生成arbutin；而OsGRF7可以直接结合在OsUGT1和OsUGT5的启动子上促进其表达进而提升arbutin的生物合成并使籽粒变大。反之，敲除或者抑制OsGRF7的表达，则会抑制下游OsUGT1和OsUGT5表达，降低水稻耐盐性并使籽粒变小。

进一步分析发现，OsGRF7蛋白可以与泛素化相关蛋白OsFBO13互作。OsFBO13通过与OsGRF7互作蛋白OsGIFs竞争结合OsGRF7，促进OsGRF7降解，从而负调控水稻耐盐性和籽粒大小。

综上，该研究揭示了OsFBO13-OsGRF7-OsUGT1/OsUGT5-arbutin调控模块在水稻盐胁迫应答和籽粒发育中的作用，为水稻耐盐遗传改良提供了理论参考。

武汉大学博士后陈云萍和但志武博士为论文的共同第一作者，武汉大学李绍清教授为该论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金区域创新发展联合基金和青年基金以及中国博士后科学基金的资助。