中國農業學院作物科學研究所萬建民教授課題組最近在《Cell》系列雜志、生物發育學國際頂尖期刊《Developmental Cell》在線發表研究論文《A Role for a Dioxygenase in Auxin Metabolism and Reproductive Development in Rice》(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1534580713005133)。該論文第一作者為趙志剛副教授和張云輝博士，通訊作者為萬建民教授。該研究由中國農業科學院作物科學研究所和南京農業大學作物遺傳和種質創新國家重點實驗室合作完成。
水稻是典型的自花授粉作物，在開花過程中受到植物激素生長素的精確調控。然而，生長素是如何調控這個過程的相關分子機制尚無報道。
萬建民課題組在前期研究中篩選到一個突變體材料，發現其在營養生長期與野生型沒有明顯的差異，但在開花期可導致突變體植株單性結實。科研人員精細定位和圖位克隆了該基因，命名為DAO（Dioxygenase for Auxin Oxidation）。進一步研究發現，通過外源激素處理和促進內源激素含量增加均能使野生型植株表現出突變體的表型，體外酶活試驗和體內激素含量的測定都證實DAO蛋白能夠氧化生長素IAA為OXIAA，從而維持體內IAA的動態平衡。該結果首次報道DAO通過調控植物激素IAA的代謝來嚴格控制水稻的生殖發育過程（見下圖）。
萬建民課題組長期從事水稻秈粳交雜種育性的基礎研究，2002年以來相繼發現4個秈粳交雌配子不育新位點（S29、S30、S31、S32）和6個雄配子不育新位點（S19、S33、S34、S37、qPS-1、pss1），在相應不育位點上發現了廣親和基因（6個）。隨后，又從分子水平上闡明了圖位克隆的花粉半不育基因pss1在禾本科作物中的進化和作用機理（Plant Cell，2011）。DAO突變體的表型與秈粳交雜種敗育相似，該研究成果也為進一步開展水稻秈粳雜種優勢利用，奠定了堅實的技術和材料基礎。這也是今年萬建民課題組繼在《PNAS》、《PLOS Genetics》、《New Phytologist》、《Plant Physiology》、《Molecular Plant》等刊物上發表多篇研究論文以來，又一次在國際頂尖雜志發表重要研究成果，展示了該課題組在水稻功能基因組基礎研究方面的實力和水平。
