自然界中，禾本科作物通常存在两种分枝策略：单秆或少分蘖的强顶端优势，如玉米、高粱等；主茎与分蘖无显著差别的弱顶端优势，如小麦、水稻等。两种分枝类型都是影响作物产量的重要因素。研究表明，TCP转录因子TB1（TEOSINTE BRANCHED 1）是决定栽培玉米强顶端优势的重要因子。然而，决定水稻等弱顶端优势的因子尚不清楚。
中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员陈凡研究团队与中国水稻研究所研究员朱旭东研究组合作，发现OsWUS在水稻弱顶端优势中发挥重要功能。OsWUS，也称MOC3/TAB1/SRT1（MONOCULM3/TILLERS ABSENT1/STERILE AND REDUCED TILLERING1），是拟南芥分生组织干细胞维持关键基因WUS（WUSCHEL）在水稻中的同源基因，对水稻分蘖芽的形成和生长有重要作用。研究团队在前期分离得到一个OsWUS功能缺失突变体dc1（decreased culm number 1），表型分析发现dc1表现出分蘖数目减少、穗部小花畸形和雌不育的表型；同时，dc1分蘖芽生长受主茎抑制，表现出生长素响应和顶端优势增强的表型；分蘖期去除dc1主茎顶端或敲除生长素作用相关基因ASP1（ABERRANT SPIKELET AND PANICLE1）能够解除主茎对分蘖芽的抑制，从而促进分蘖芽的生长；通过对野生型和dc1去顶前后转录组比较分析发现，去顶对dc1突变体转录调控的影响显著高于野生型；转录调控网络预测发现，去顶会显著影响dc1突变体中分生组织关键因子OSH1（ORYZA SATIVA HOMEOBOX1）下游靶转录因子的表达，暗示OsWUS与OSH1转录调控网络存在未知的分子连接。该研究揭示OsWUS通过影响顶端优势促进分蘖芽生长的分子机制，提高人们对水稻分蘖发育机理的认识。
相关研究成果在线发表在The Plant Journal上（DOI:10.1111/tpj.15026），遗传发育所副研究员方晓华为论文通讯作者，遗传发育所已毕业博士夏天雨和中国水稻研究所研究员陈红旗为论文共同第一作者。研究工作得到中科院战略性先导科技专项和国家自然科学基金委项目的资助。
OsWUS调控分蘖芽生长工作模型
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