JIPB | 我室李绍清教授团队揭示水稻小穗簇生的新机制

穗粒数是水稻籽粒产量的重要组成部分，通常由小穗的一次和二次枝梗决定。通常情况下，小穗的一次和二次枝梗的顶端生长一粒种子，偶尔簇生两粒或者三粒种子，显著改变小穗的空间排列和穗型结构，从而影响籽粒产量。最近有报道称，BR代谢酶基因BRD3可以调控水稻的小穗簇生，进而通过增加小穗数量而显著提高粮食产量。然而，我们对水稻簇生小穗形成的调控机制了解仍然有限。因此，克隆和鉴定更多控制小穗簇生的基因对于进一步阐明其机制和克服当前水稻产量瓶颈具有重要意义。

近日，我室李绍清教授联合广东省农科院水稻所何秀英研究员团队在JIPB上发表了题为“OsFAD1-OsMYBR22 modulates clustered spikelet through regulating BRD3 in rice”的研究论文 (‍https://doi.org/10.1111/jipb13775)，通过图位克隆的方法克隆了水稻簇生小穗基因OsFAD1。发现OsFAD1通过与OsMYBR22互作形成复合体，激活OsMYBR22的转录活性，并与BRD3基因启动子的EE-顺式元件(AAATATCT)结合从而上调BRD3的表达，促进小穗簇生。当敲除簇生小穗突变体CL材料中的OsFAD1或OsMYBR22时，敲除系的簇生小穗明显减少。进一步分析发现，在这些基因敲除系中，BR代谢酶基因BRD3以及BR合成关键基因D11的表达水平明显下降。这一发现提示了多个基因协同调节水稻簇生小穗形成的新机制，为深入解析作物簇生小穗形成的分子机理提供了新的视角。

我室博士后程明星、袁焕然，博士生王瑞华为论文共同第一作者，广东省农业科学院水稻研究所何秀英研究员团队的刘维副研究员和武汉大学李绍清教授为该论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委联合基金项目(U20A2023)和武汉东湖高新技术开发区“揭榜挂帅”项目(2023KJB220)的资助。