《The Plant Cell》发表万建民院士团队“The transcriptional hub SHORT INTERNODES1 integrates hormone signals to orchestrate rice growth and development”

近日，国际著名期刊《The Plant Cell》在线发表了万建民院士团队题为“The transcriptional hub SHORT INTERNODES1 integrates hormone signals to orchestrate rice growth and development”的论文（10.1093/plcell/koad130），系统阐明了转录因子OsSHI1作为一个关键调控枢纽，通过整合多种植物激素途径，进而协同调控水稻生长及耐逆的分子机制。

植物的生长发育由遗传因子与环境因素共同决定，其中基因表达调控及激素交互作用途径尤为重要，植物激素能精确调控特定的生化过程，优化能量分配，从而高效平衡植物各项生命活动。因此，深入研究激素对植物生长及耐逆的调控机理具有重要意义。

OsSHI1调控水稻生长及耐逆的分子机制

研究人员前期鉴定了一个新的水稻株型发育突变体shi1（short internode1），并克隆了调控基因OsSHI1。本研究发现shi1突变体具有多种典型的与植物激素相关的表型变异：如根部发育迟缓、重力响应及对生长素（auxin）敏感性降低等，株型紧凑、籽粒变小及对油菜素内酯（BR）不敏感等，种子萌发降低、耐逆性增强及对脱落酸（ABA）高度敏感等。激素含量测定结果表明，shi1突变体中auxin及BR前体物质的含量显著降低。Auxin及BR合成相关基因如OsYUCCAs和D11以及ABA信号调控基因OsNAC2在shi1突变体中均显著下调。酵母单杂交、ChIP-qPCR及EMSA等实验证实OsSHI1可直接结合上述基因的启动子并激活其表达。此外，OsSHI1的表达也受植物激素调控，如auxin及ABA促进而BR则抑制OsSHI1的表达。OsSHI1启动子区存在多种激素途径相关转录因子如ARF、ZIP及LIC等的结合位点，这些转录因子可直接结合OsSHI1的启动子，进而调控其表达，且OsSHI1也可直接抑制自身基因的转录活性。综上，OsSHI1通过整合多种植物激素的信号转导与生物合成的反馈作用，协同调控水稻生长及耐逆过程，这些结果对植物株型及耐逆性改良具有重要指导意义。

段二超博士后、王益华教授及中国农业科学院林启冰研究员为本文共同第一作者，万建民院士为通讯作者。本研究得到国家自然科学基金、中国博士后基金、中央高校基本科研业务费及江苏省农业自主创新等项目的支持。