近日，中國農業科學院作物科學研究所水稻分子設計技術與應用創新團隊通過研究發現，秈稻對油菜素甾醇（BR）的敏感性整體上顯著強于粳稻，油菜素甾醇信號組分OsBSK2的自然變異影響了其自抑制活性和蛋白穩定性，從而介導了油菜素甾醇敏感性以及多個性狀的秈粳分化。該研究首次揭示了植物激素途徑參與多個性狀的秈粳分化，為水稻多性狀聚合遺傳改良提供了新的理論基礎。相關研究成果發表在《植物學報（Journal of Integrative Plant Biology）》。
該研究通過對水稻微核心種質在根、胚芽鞘、葉夾角等多個組織進行油菜素甾醇敏感性分析發現，秈稻和粳稻的油菜素甾醇敏感性存在明顯分化，即秈稻對油菜素甾醇的敏感性更強。進一步分析26個油菜素甾醇信號基因在自然種質材料中的變異發現，恰好主信號通路的每一步都有一個成員（OsBRI1、OsBAK1、OsBSK2、PPKL1、GSK3和OsBZR3）包含具有秈粳分化特征的多態性位點，暗示這些基因的變異共同導致了油菜素甾醇敏感性的秈粳分化。
對OsBSK2進行分析發現，OsBSK2在介導油菜素甾醇信號中發揮重要作用，敲除后呈現典型的油菜素甾醇缺陷表現，并且其第13位氨基酸在粳稻中為脯氨酸（P13），在秈稻中為賴氨酸（L13）。與粳稻型OsBSK2P13相比，秈稻型OsBSK2L13自身結合能力減弱，蛋白自抑制活性下降，與下游蛋白互作增強；具有更強的蛋白穩定性，對油菜素甾醇信號的轉導能力更強。相關試驗也均證實OsBSK2L13在分子和遺傳水平方面發揮了更強的功能。OsBSK2同時介導了粒型、分蘗數、耐冷性等多種性狀的調控，為理解水稻秈粳亞種分化提供了新的見解。
該研究得到國家自然科學基金、海南省崖州灣種子實驗室和博士后科學基金等項目的資助。
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