抗性基因资源与分子发育北京市重点实验室

　　2020年10月27日，王英典和韩生成教授课题组在PLoS Genetics（IF：5.174）上发表题为“Auxin apical dominance governed by the OsAsp1-OsTIF1 complex determines distinctive rice caryopses development on different branches”的研究性文章。抗性基因资源与分子发育北京市重点实验室昌姝博士（已毕业）为第一作者，王英典教授和韩生成教授为共同通讯作者。

　　水稻颖果的发育状态决定着籽粒的品质和产量的形成。大量研究证实，水稻穗构型中主穗轴初级枝梗上的颖果（CPBs）的发育状态显著优异于次级枝梗上的颖果（CSBs）。然而，导致CPBs和CSBs发育差异的分子机制仍不清楚。

　　本研究通过高通量转录组分析，鉴定到一个天冬氨酸蛋白酶1 （OsAsp1）基因，该基因在CPBs发育早期特异性高表达，而在CSBs发育过程中出现相对滞后的低表达。杂合T-DNA突变体asp1-1+/– 中OsAsp1表达缺失消除了初次级颖果发育的差异性。OsAsp1负调控生长素生物合成的转录抑制剂OsTAA1转录抑制因子1 （OsTIF1），以保持吲哚-3-乙酸（indole-3-acetic acid, IAA）在CPBs和CSBs中的顶端优势。IAA还通过释放OsTIF1与OsAsp1的相互作用，促进OsTIF1从内质网（ER）转移到细胞核，反馈调节颖果中的IAA水平。IAA通过MADS29促进OsAsp1的转录，以维持CPBs和CSBs在授粉过程中的OsAsp1差异。这些发现为揭示水稻初次级颖果发育差异性分子机制提供了重要的理论基础，且对提高和改善水稻籽粒产量和品质具有重大的实际意义。