李家洋院士PNAS发表水稻研究新发现

　　

生物通报道 来自中科院遗传与发育生物学研究所的研究人员证实，独角金内酯（Strigolactone，SLs）通过抑制生长素的生物合成降低地上部的向重性（shoot gravitropism）调控了水稻的分蘖角度。这一重要的研究发现发表在7月15日的《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。 

中科院遗传与发育生物学研究所所长、中国科学院院士李家洋（Jiayang Li），以及王永红（Yonghong Wang）研究员是这篇论文的共同通讯作者（延伸阅读：李家洋院士组最新Nature子刊文章）。

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，其株型又是影响单位产量的重要因素。培育理想株型的水稻是育种家们关注的重要问题。水稻分蘖角度是指分蘖与水平地面的夹角，它是构成水稻株型的重要因素之一，也是构成水稻理想株型和高产的重要农艺性状，在水稻育种中具有重要的意义。水稻地上部的向重性是分蘖角度的一个关键决定因素。

独角金内酯是近年来发现的一种植物激素，能够抑制植物的分蘖和侧芽的生长，并与生长素和细胞分裂素一起调控植物的分蘖数量。其生物学功能仍有待深入地阐明。

lazy1 (la1)是定位在水稻第11号染色体上的散生基因。以往的研究证实LA1通过调节生长素极性运输，控制水稻地上部的向重性，最终控制分蘖角的大小。LA1 在水稻幼苗叶与茎结合部的近轴面（地上部弯曲发生的部位）、幼叶叶鞘维管束的内侧细胞以及未伸长茎的维管束外周柱细胞（与地上部向重性有关）中特异表达。LA1 的功能丧失使生长素极性运输增强，改变内源吲哚乙酸( IAA )  在地上部的分布，从而导致向重性降低和分蘖匍匐生长的表型。

在这篇文章中，研究人员提供了令人信服的证据证实独角金内酯参与控制了水稻地上部的向重性。并揭示独角金内酯主要通过减少局部的IAA含量抑制了生长素生物合成，降低了水稻水稻地上部的向重性。 研究人员证实尽管独角金内酯和LA1都是水稻生长素极性运输的负调控因子，独角金内酯没有改变茎基部的生长素横向运输，而LA1则是水稻生长素横向运输的正调控因子。遗传证据证实，独角金内酯和LA1在几种不同的遗传信号通路中参与调控了地上部向重性和分蘖角度。此外，研究人员证实独角金内酯介导地上部向重性也保守存在于拟南芥中。

这些研究结果揭示了独角金内酯的一个新作用，并阐明了一个从前未知的水稻地上部向重性潜在机制。新研究表明独角金内酯可被视作是未来获得理想植物株型的一个重要工具。

（生物通：何嫱）

作者简介：

李家洋

1956年出生于安徽肥西，植物分子遗传学家。1982年初获安徽农业大学学士学位，1984年获中科院遗传研究所硕士学位，1991年获美国布兰代斯大学博士学位，并进入美国康乃尔大学汤普逊植物研究所从事博士后研究。1994年回国工作，历任中国科学院遗传研究所所长助理、所长，遗传与发育生物学研究所所长。2004年1月任中国科学院党组成员、副院长， 2011年11月任农业部党组成员、副部长，中国农业科学院院长。

先后获“国家杰出青年基金”、中国科学院“****”、国家自然科学委员会优秀团队研究基金。2004年获全球华人生物科学家大会生命科学成就奖和何梁何利生命科学奖，2005年获国家自然科学奖二等奖、发展中国家科学院讲演奖、****成就二等奖，2011年获美国植物生物学家协会（American Society of Plant Biologists) 终身会员奖（Corresponding Membership Award）。2001年当选中国科学院院士，2004年当选发展中国家科学科学院院士，2011年当选美国科学院外籍院士，2012年当选德国科学院院士。

研究方向为高等植物生长发育与代谢的分子遗传学，以粮食作物水稻和模式植物拟南芥为材料，研究植物激素（Auxin和Strigolactones）的合成途径与作用机理，着重于阐明高等植物株型形成的分子机理，并致力于水稻的分子品种设计，培育高产、优质、高抗、高效新品种。

王永红，博士，研究员，博士生导师

1991年获北京农学院学士学位，1998年获中国科学院遗传所硕士学位，2004年获中国科学院遗传与发育所博士学位。曾于2001年10月至2002年2月在香港科技大学进行访问研究，于2002年5月至2002年11月在英国John Innes Centre进行合作研究。2010年获国家杰出青年基金资助；2011年1月入选中国科学院“****”。

主要研究领域  以模式植物拟南芥和水稻为材料，克隆控制高等植物株型形成的关键基因。通过遗传学、生物化学及细胞生物学等手段研究株型控制基因的作用机理，从而探讨高等植物株型形成的调控网络。重点研究植物激素生长素和独角金内酯调控高等植物株型的分子机理。

生物通推荐原文摘要：

Strigolactones regulate rice tiller angle by attenuating shoot gravitropism through inhibiting auxin biosynthesis

Tiller angle, a key agronomic trait for achieving ideal plant architecture and increasing grain yield, is regulated mainly by shoot gravitropism. Strigolactones (SLs) are a group of newly identified plant hormones that are essential for shoot branching/rice tillering and have further biological functions as yet undetermined. Through screening for suppressors of lazy1 (sols), a classic rice mutant exhibiting large tiller angle and defective shoot gravitropism……