水稻是世界上最重要的粮食作物之一，株型改良是实现水稻产量进一步提高的关键途径。水稻分蘖角度是决定株型的重要农艺性状，直接影响群体种植密度和产量形成，解析其遗传调控机制对于水稻理想株型的分子设计育种具有重要意义。研究表明水稻分蘖角度与茎的重力反应密切相关。生长素不对称分布在重力反应过程中发挥关键的作用，尽管以往研究报道多个基因通过影响生长素及其不对称分布从而参与水稻分蘖角度调控，然而其上游调控网络仍有待系统解析。
近日，华南农业大学生命科学学院沈荣鑫/衡月芹团队联合崖州湾国家实验室在国际植物学期刊Plant Physiology（中科院一区TOP期刊，影响因子8.2）在线发表题为“OsMYB8-OsARF12/25 module fine-tunes tiller angle via auxin signaling pathway in rice”的研究论文，揭示了转录因子OsMYB8通过调控生长素信号因子OsARF12/25，进而精细控制水稻分蘖角度的分子机制，为水稻理想株型遗传改良提供了新的理论依据和基因资源。
研究团队发现，R2R3-MYB类转录因子OsMYB8是水稻分蘖角度的重要正调控因子。OsMYB8敲除突变体表现出株型紧凑，分蘖角度减小，而OsMYB8过表达植株则株型松散，分蘖角度显著增大。重力刺激实验表明OsMYB8通过影响重力刺激后茎基部生长素的不对称分布，从而减弱重力反应。在分子机制上，结合DAP-seq、Y1H、EMSA以及荧光素酶活性等一系列分子生化实验，鉴定到生长素关键响应因子OsARF12和OsARF25是OsMYB8的直接下游靶基因，OsMYB8能够直接结合OsARF12和OsARF25的启动子区并抑制其转录表达水平，遗传学分析进一步表明OsMYB8位于OsARF12/25上游调控水稻分蘖角度。因此，该研究揭示了一个新的OsMYB8-OsARF12/25分子模块，与OsmiR167a介导的转录后调控、HSFA2D-LAZY1重力信号通路共同构成多层次的分蘖角度调控网络，并进一步完善了水稻生长素响应上游调控机制。
图1. OsMYB8-OsARF12/25模块调控水稻分蘖角度的工作模型
华南农业大学生科院已毕业博士房裕东（现为华南农业大学博士后）、博士生许灿鸿，广东省农科院水稻所顾海永研究员以及华南农业大学生科院已毕业硕生谭秋霜为论文共同第一作者；华南农业大学衡月芹副教授、沈荣鑫教授和崖州湾国家实验室王海洋教授为共同通讯作者。广东省农科院环境园艺研究所苟亚军博士和华南农业大学生科院助理实验师丁文燕也参与了研究工作。该研究得到广东省重点领域研发计划、广东省自然科学基金、国家自然科学基金、未来作物精准育种广东省基础研究卓越中心等的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiag618
文/图 生命科学学院 衡月芹
初审/龚慧 复审/周海 终审/吕剑红
