植生生态所发现水稻落粒调控新基因

中科院上海生命科学研究院植生生态所/国家基因研究中心韩斌研究组周艳、吕丹凤等研究生和其他研究人员，将野生稻W1943的第四号染色体导入到栽培稻广陆矮4号背景下，构建了一个包含已知落粒基因SH4和qSH1并表现出极易落粒的材料SL4。他们通过对SL4进行-ray诱变，筛选到两个完全不落粒的突变体shat1和shat2。这两个突变体都不能形成离层，因此种子成熟后需要很大的拉力才能将种子从小枝梗上分离。通过图位克隆和遗传转化验证，研究人员确定SHAT1基因为一个AP2转录因子，与拟南芥的APETALA2基因具有很高的同源性，并且在离层高表达。shat2被确定为SH4基因的一个新的等位突变。与之前报道的栽培稻中sh4的单氨基酸替换突变类型不同，shat2是一个移码突变，因此被命名为sh4-2。

研究人员进一步通过精细的原位杂交分析方法，全面系统地阐述了SHAT1，SH4和qSH1这三个基因的遗传关系：SH4促进SHAT1在离层的表达，反过来SHAT1也起到维持SH4在离层表达的作用，二者在离层的共同持续表达对于离层的正确形成是必需的。qSH1作用于SH4和SHAT1下游，通过维持SHAT1和SH4在离层的持续表达，从而促进离层的形成。

该研究使用了一种巧妙的寻找落粒抑制突变体(Suppressors)的方法来发现新的水稻落粒调控基因，并同时与已知的落粒调控基因联系起来，为水稻落粒研究开启了新视野。

3月9日，研究论文“APETALA2转录因子SHAT1对水稻种子落粒的遗传调控”(GeneticControlofSeedShatteringinRicebytheAP2TranscriptionFactorSHATTERINGABORTION1)在线发表于国际学术期刊ThePlantCell，同期还配发了编辑部评论文章SHAT1，Anewplayerinseedshatteringofrice，对该项工作给予了高度评价。