遺傳發育所等在水稻分蘗分子機制研究中獲重要進展

　　水稻的分蘗是決定產量的一個重要農藝性狀，適當的分蘗數目直接決定水稻的產量。此外，水稻的分蘗也是在植物生物學中決定株型建成的一個核心科學問題。在過去十余年，植物基因組學國家重點實驗室李家洋院士及其合作者對水稻分蘗的調控機制進行了系統深入的研究。

　　在早期的工作中，李家洋院士等以水稻單分蘗突變體moc1（monoculm 1）為材料，解析了其野生型基因MOC1調控分蘗的分子機理，發現MOC1編碼一個植物特異的轉錄因子。MOC1控制分蘗芽的起始和生長等過程，是調控分蘗芽生長發育的主控因子（Li et al., Nature, 422: 618-621, 2003）。MOC1的發現和功能分析是單子葉植物分枝機理研究領域的重大突破，引起了國內外學術界的廣泛關注。

　　MOC1作為一個調控分蘗的主控因子，其本身的調控機制機理不甚明了。在進一步的研究中，李家洋院士與中國水稻所錢前研究員等合作研究發現水稻TAD1 (TILLERING AND DWARF 1) 直接調控MOC1，因而揭示了調控水稻分蘗的一個重要分子機理。

　　通過對多分蘗突變體tad1以及單分蘗突變體moc1的遺傳分析，李家洋院士等發現TAD1作用于MOC1的上游。生化研究發現，TAD1和MOC1位于同一個蛋白復合物中并直接互作。分子遺傳學分析發現，TAD1編碼一個細胞分裂后期啟動復合物（anaphase-promoting complex，簡稱APC/C）的共激活蛋白。APC/C是一個在真核生物中功能高度保守的E3泛素連接酶，參與降解細胞周期中的關鍵調控因子，從而促進細胞周期的進程。李家洋院士等證明TAD1直接作用于MOC1，導致后者以依賴于細胞周期進程的方式降解。該項研究揭示了通過細胞周期調控分蘗以及植物株型建成的新機制。

　　李家洋院士等對MOC1、調控分蘗角度的LAZY1 （Li et al., Cell Research, 17: 402-410, 2007）、理想株型基因IDEAL PLANT ARCHITECTURE1（IPA1; Jiao et al., Nature Genetics, 42: 541-544, 2010）以及對TAD1等關鍵因子的系統深入功能解析，建立了調控水稻株型建成的基本工作模型。

　　對TAD1研究的主要成果近期發表在Nature Communications上。博士研究生許操、于彥春以及王永紅研究員為論文共同第一作者，錢前研究員和李家洋院士為共同通訊作者。