Исследователи раскрыли новый механизм слабого апикального доминирования у риса

Злаковые культуры демонстрируют два различных типа ветвления, которые являются важными детерминантами урожайности. Такие культуры, как кукуруза и сорго, производят только один стебель, чтобы снизить конкуренцию между стоками и повысить продуктивность главного стебля, демонстрируя усиленное апикальное доминирование. Рис и пшеница производят множество побегов-кущений (тип ветви, схожий по форме и высоте с главным стеблем) и проявляют ослабленное апикальное доминирование.

Давно известно, что ауксин является важным сигналом для апикального доминирования. Ауксин, синтезируемый в апикальной меристеме побега, движется вниз, подавляя рост почек, не проникая в них. Однако генетическая основа слабого апикального доминирования у риса оставалась в значительной степени неизвестной.

Недавно исследовательская группа под руководством профессора Чэнь Фаня из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук выделила и охарактеризовала мутант риса decreased culm number 1 (dc1), который проявляет деформированный колосок, женскую стерильность и крайне низкую кустистость.

Исследователи провели позиционное клонирование. Результат показал, что в мутанте dc1 наблюдается делеция 4 п.н. ("GCGG") в кодирующей последовательности гена OsWUS, что привело к сдвигу рамки считывания и преждевременному стоп-кодону. OsWUS, ортолог гена Arabidopsis WUSCHEL у риса, кодирует WUSCHEL-родственный гомеодомен-содержащий транскрипционный фактор и играет ключевую роль в развитии пазушных почек риса.

Кроме того, они обнаружили, что в мутанте dc1 усилены ответ на ауксин и апикальное доминирование. Деколлирование или нарушение работы связанного с ауксином гена ASP1 частично снимало подавление роста пазушных почек у мутанта dc1, что указывает на то, что OsWUS положительно регулирует рост пазушных почек, антагонизируя действию ауксина.

Это исследование раскрывает новый механизм слабого апикального доминирования у риса, а также важную роль OsWUS в росте пазушных почек. Оно закладывает основу для лучшего понимания развития пазушных почек у риса.

Статья под названием "OsWUS promotes tiller bud growth by establishing weak apical dominance in rice" была опубликована онлайн в The Plant Journal 16 октября 2020 года.