BIN2-like1与HY5和BZR1之间的相互作用发生改变，可能有助于培育出理想的油菜（Brassica napus L.）植株结构

《The Plant Journal》：Alteration of BIN2-like1 interactions with HY5 and BZR1 may help to create ideal plant architecture in Brassica napus L.

BR信号通路调控；BIN2-LIKE1基因功能；植株紧凑型调控；基因编辑；作物抗倒伏改良

　　

摘要

BIN2-LIKE1基因编码类似糖原合成酶激酶3（GSK3-LIKE）的蛋白质，这些蛋白质能够抑制油菜素（BR）信号传导，对植物结构和农艺性状具有关键影响。我们在Brassica napus中分离出一个具有功能增强的基因（BnaC04.BIL1^Mut），该基因可能通过增加种植密度、增强抗倒伏性以及便于机械化收割来提高作物产量。为了探索利用BnaC04.BIL1^Mut进行遗传改良的策略，我们分析了其功能以及相关的上游基因（BnaHY5）和下游转录因子基因（BnaBZR1）。BnaC04.BIL1^Mut的过表达会导致植株出现紧凑的矮化形态，并且生物量显著减少；相反，敲除BnaC04.BIL1^Mut后植株能恢复正常生长。BnaC04.BIL1^Mut与BnaHY5同源蛋白相互作用形成复合物，从而进一步抑制激酶活性，进而对植物生长产生不利影响。敲除两个BnaHY5同源蛋白显著减轻了BnaC04BIL1^Mut过表达所带来的负面影响。BnaC04.BIL1^Mut选择性地与两种BnaBZR1蛋白（BnaC06.BZR1和BnaCnn.BZR1）相互作用，从而抑制植物结构和BR信号传导。BnaC04.BIL1中的Thr187Ser突变被认为会改变其三维结构，增强其与BZR1的特异性相互作用，并严重抑制植物生长。BnaA07.BZR1和BnaCnn.BZR1的过表达促进了Brassica napus的生长，并改善了过表达BnaC04.BIL1^Mut的植株的生长，同时不改变其紧凑的生长习性。我们的研究结果有助于通过适当调控Brassica napus中的关键上游和下游基因，设计出理想的植物结构（具有中等生物量、紧凑的植株形态和增强的抗倒伏性）。

利益冲突

作者声明没有竞争性财务利益。

数据可用性声明

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