????????? https://m-mip.39.net/czk/mipso_8424854.html近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所易可可/阮文渊团队在ThePlantCell在线发表了题为AlternativesplicingofREGULATOROFLEAFINCLINATION1modulatesphosphatestarvationsignalingandgrowthinplants的研究论文，揭示了GARP家族转录因子RERGULATOROFLEAFINCLINATION1(RLI1)通过可变剪切的“一箭双雕”调控策略来平衡植物磷素养分信号和生长的分子生理机制，为通过分子设计培育株型理想磷养分高效的智能作物提供了理论依据。图1.ASofRLI1:Pi-signalingandgrowth磷是作物丰产所必需的大量营养元素。目前，我国耕地土壤普遍存在总磷含量高，而作物可吸收利用有效磷含量不足的问题。农业生产中往往通过大量施用磷肥来解决该问题，这不仅导致了田间磷肥利用率低，也易引起水体富营养化等环境风险。因此，如何从作物自身出发，提高作物的磷养分吸收利用效率是发展绿色农业的重要需求。为了更好地应对土壤磷素状况，植物已经进化出多种磷养分吸收利用及基于磷养分供给水平的生长应答机制。然而，这些响应机制之间是如何协调统一来帮助作物高效应对土壤磷素状况一直不清楚。图2.RLI1的两个转录本RLI1a和RLI1b功能存在差异针对该问题，研究团队利用细胞学、植物营养学、分子生物学等相关的技术方法研究发现：水稻磷素养分株型调控因子基因RLI1的可变剪切（AlternativeSplicing）能产生两种蛋白亚型：RLI1a（包含MYBDNA结合域）和RLI1b（包含MYB和CC结构域）。两种蛋白亚型在外界磷素养分供应充足和缺乏条件下行使着不同的功能，只含有MYB结构域的RLI1a通过直接激活油菜素内酯生物合成和信号基因，调控油菜素内酯（Brassinolide，BL）的生物合成和信号转导，以此来调控水稻的地上部生长及株型；同时RLI1a也能参与水稻磷信号和磷平衡的调控。而另一个蛋白亚型RLI1b则主要参与磷平衡和磷信号转导的调控。虽然RLI1a和RLI1b均能调节磷饥饿信号，但RLI1a中CC结构域的缺失使其能够激活比RLI1b更广泛的靶基因。此外，RLI1和磷养分中心调控因子PHR2在缺磷条件下协同调控水稻的磷饥饿信号应答及低磷胁迫耐受能力。进一步的研究发现，RLI1通过可变剪切来整合磷信号、磷平衡及生长的调控机制在被子植物中都是普遍存在的。该保守机制的解析，将为今后培育株型理想磷养分高效的智能作物提供理论依据。图3.RLI1通过可变剪切整合磷信号、磷平衡及生长调控的工作模型中国农业科学院农业资源与农业区划研究所博士后郭美娜、硕士生张宇昕和博士后贾贤卿为论文共同第一作者，易可可研究员和农科院青年英才阮文渊博士为并列通讯作者。研究生王雪晴、张毅博和河北沃土种业股份有限公司的柳继凤与杨庆申也参与了研究工作。研究开展过程中获得了中国农科院资划所吴庆钰研究员、作科所阎哲研究员、中科院遗传发育研究所姜丹华研究员的帮助。相关研究获得了国家重点研发计划项目，国家自然科学基金项目，中国博士后科学基金项目及中国农科院创新工程“青年英才”计划项目的资助。值得一提的是，该研究是该团队继年在ThePlantCell发表的题为AnSPX-RLI1ModuleRegulatesLeafInclinationinResponsetoPhosphateAvailabilityinRice研究论文的延续，先前的研究揭示了水稻体内磷素感受蛋白SPX和RLI1响应外界磷素状况调节叶片直立性的细胞学及分子生理学机制，为通过分子设计培育磷养分高效且耐密植的水稻种质提供了理论依据。
本文转载自PlantReports
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