近日，西南大学农学与生物科技学院、西南大学农业科学研究院何光华教授团队在《new phytologist》在线发表了题为“lf1 regulates the lateral organs polarity development in rice” 的原创性研究论文，深度解析了水稻侧生器官极性发育的调控机制。
叶片和花器官等侧生器官的发育对水稻株型和穗型具有重要影响。近-远轴组织的模式在侧生器官的形态建成中起着至关重要的作用，这是通过近-远轴组织特性基因之间的对抗来维持的。目前，已明确iii型同源结构域亮氨酸拉链（hd‐zip iii）家族基因调控近轴面特征，然而对于hd‐zip iii的物理相互作用或转录调控的下游基因知之甚少。
在先前的研究中，该团队鉴定了一个水稻显性突变体，lateral floret 1 (lf1)，lf1编码hd-zip iii转录因子,调控水稻“三花小穗”的发育，该研究一方面证实了“三花小穗”假说，同时也为水稻高产育种提供一条新的思路(zhang et al., 2017)，研究结果发表在国际知名期刊《pnas》。在本研究中，lf1表现出侧生器官极性发育缺陷的表型。lf1在侧生器官中的表达受到mirna165/166的限制，从而特异在近轴面表达。lf1可直接激活小亮氨酸拉链家族基因oszpr4和hd-zip ii家族基因oshox1的表达，oszpr4和oshox1分别与lf1相互作用形成异源二聚体抑制lf1的转录活性。lf1通过直接调节osyucca6的表达影响吲哚-3-乙酸（iaa）的含量。综上所述，lf1与oszpr4和oshox1形成负反馈调节环，通过影响iaa含量，从而调控水稻侧生器官极性发育。研究结果为侧生器官极性发育的分子机制提供了新的见解。
副教授张婷为本文第一作者，博士生游静、硕士生张宜为共同第一作者，李云峰副教授为本文的通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金青年基金项目和中央高校业务费等项目的资助。
lf1调控水稻侧生器官极性发育的模式图
论文链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/nph.17220.