自然界中，禾本科作物通常存在兩種分枝策略：單稈或少分蘗的強頂端優勢，如玉米、高粱等；主莖與分蘗無顯著差別的弱頂端優勢，如小麥、水稻等。兩種分枝類型都是影響作物產量的重要因素。研究表明，TCP轉錄因子TB1（TEOSINTE BRANCHED 1）是決定栽培玉米強頂端優勢的重要因子。然而，決定水稻等弱頂端優勢的因子尚不清楚。
中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員陳凡研究團隊與中國水稻研究所研究員朱旭東研究組合作，發現OsWUS在水稻弱頂端優勢中發揮重要功能。OsWUS，也稱MOC3/TAB1/SRT1（MONOCULM3/TILLERS ABSENT1/STERILE AND REDUCED TILLERING1），是擬南芥分生組織干細胞維持關鍵基因WUS（WUSCHEL）在水稻中的同源基因，對水稻分蘗芽的形成和生長有重要作用。研究團隊在前期分離得到一個OsWUS功能缺失突變體dc1（decreased culm number 1），表型分析發現dc1表現出分蘗數目減少、穗部小花畸形和雌不育的表型；同時，dc1分蘗芽生長受主莖抑制，表現出生長素響應和頂端優勢增強的表型；分蘗期去除dc1主莖頂端或敲除生長素作用相關基因ASP1（ABERRANT SPIKELET AND PANICLE1）能夠解除主莖對分蘗芽的抑制，從而促進分蘗芽的生長；通過對野生型和dc1去頂前后轉錄組比較分析發現，去頂對dc1突變體轉錄調控的影響顯著高于野生型；轉錄調控網絡預測發現，去頂會顯著影響dc1突變體中分生組織關鍵因子OSH1（ORYZA SATIVA HOMEOBOX1）下游靶轉錄因子的表達，暗示OsWUS與OSH1轉錄調控網絡存在未知的分子連接。該研究揭示OsWUS通過影響頂端優勢促進分蘗芽生長的分子機制，提高人們對水稻分蘗發育機理的認識。
相關研究成果在線發表在The Plant Journal上（DOI:10.1111/tpj.15026），遺傳發育所副研究員方曉華為論文通訊作者，遺傳發育所已畢業博士夏天雨和中國水稻研究所研究員陳紅旗為論文共同第一作者。研究工作得到中科院戰略性先導科技專項和國家自然科學基金委項目的資助。
OsWUS調控分蘗芽生長工作模型
日期：2020-11-18
中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員陳凡研究團隊與中國水稻研究所研究員朱旭東研究組合作，發現OsWUS在水稻弱頂端優勢中發揮重要功能。OsWUS，也稱MOC3/TAB1/SRT1（MONOCULM3/TILLERS ABSENT1/STERILE AND REDUCED TILLERING1），是擬南芥分生組織干細胞維持關鍵基因WUS（WUSCHEL）在水稻中的同源基因，對水稻分蘗芽的形成和生長有重要作用。研究團隊在前期分離得到一個OsWUS功能缺失突變體dc1（decreased culm number 1），表型分析發現dc1表現出分蘗數目減少、穗部小花畸形和雌不育的表型；同時，dc1分蘗芽生長受主莖抑制，表現出生長素響應和頂端優勢增強的表型；分蘗期去除dc1主莖頂端或敲除生長素作用相關基因ASP1（ABERRANT SPIKELET AND PANICLE1）能夠解除主莖對分蘗芽的抑制，從而促進分蘗芽的生長；通過對野生型和dc1去頂前后轉錄組比較分析發現，去頂對dc1突變體轉錄調控的影響顯著高于野生型；轉錄調控網絡預測發現，去頂會顯著影響dc1突變體中分生組織關鍵因子OSH1（ORYZA SATIVA HOMEOBOX1）下游靶轉錄因子的表達，暗示OsWUS與OSH1轉錄調控網絡存在未知的分子連接。該研究揭示OsWUS通過影響頂端優勢促進分蘗芽生長的分子機制，提高人們對水稻分蘗發育機理的認識。
相關研究成果在線發表在The Plant Journal上（DOI:10.1111/tpj.15026），遺傳發育所副研究員方曉華為論文通訊作者，遺傳發育所已畢業博士夏天雨和中國水稻研究所研究員陳紅旗為論文共同第一作者。研究工作得到中科院戰略性先導科技專項和國家自然科學基金委項目的資助。
OsWUS調控分蘗芽生長工作模型
日期：2020-11-18
