研究發現水稻LC3調控生長素信號和葉傾角

　　11月29日，PLoS Genetics 在線發表了中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所薛紅衛研究組題為SPOC domain-containing protein Leaf inclination3 interacts with LIP1 to regulate rice leaf inclination through auxin signaling 的研究論文。該研究發現水稻中的一個含有SPOC結構域的蛋白Leaf inclination3 (LC3)通過結合轉錄因子LIP1共同調控生長素信號，從而調控水稻葉傾角。

　　水稻是重要的單子葉模式植物，也是我國乃至世界上最主要的糧食作物之一。株型對作物的生產和產量有著重要關系，而葉傾角又是水稻株型的關鍵組分之一。研究表明，適當的葉傾角有利于提高水稻光合效率，通過合理密植，能夠有效提高產量。盡管早已發現植物激素生長素影響葉傾角大小，且其代謝調控因子GH3和信號通路的關鍵組分IAA、ARF等被報道參與了葉傾角的調控，但對相關上游調控因子及機制仍了解較少，有待進一步闡明。研究組在前期工作中發現水稻缺失突變體LC3表現出葉傾角增大的表型。進一步的遺傳學、細胞生物學等分析表明LC3蛋白作為一個轉錄抑制子通過與LC3互作的轉錄因子LIP1協同抑制下游基因OsIAA12和OsGH3.2表達，通過抑制生長素信號，最終調控水稻葉傾角。此外，OsIAA2通過與OsARF17互作抑制生長素信號，揭示了OsIAA2-OsARF17在葉傾角發育調控中的特定功能。

　　該研究有助于對生長素信號調控網絡的理解。也對研究植物中具有SPOC結構域的蛋白的功能提供了借鑒。值得一提的是，這是首次發現的僅含有SPOC結構域而不含RRM SPEN家族的成員。

　　博士生陳素卉和周莉娟為論文第一作者。相關工作得到國家自然科學基金項目(91535201)以及“萬人計劃”的資助。

　　圖：LC3-LIP1復合體通過調節生長素信號與代謝途徑控制水稻葉傾角。