中国科学院东北地理所在bZIP71调控水稻抽穗期机制研究方面取得新进展

　　东北地理所水稻分子育种团队近年来一直从事水稻抽穗期调控研究和分子育种方面研究，前期研究探明了Hd2和Hd4是控制东北地区水稻抽穗期的主效基因，针对Hd2启动子区域的uORF的进行基因编辑，可以延迟抽穗期，系统鉴定了其它微效基因，并首次利用基因编辑技术缩短水稻抽穗期，审定了粳禾系列水稻品种4个。基于以上研究基础，该团队利用分子生物学及遗传学手段，证实了bZIP71位于Ehd1的上游，通过抑制Ehd1的表达参与水稻抽穗期调控，发现了调控水稻抽穗期的新基因bZIP71并解析了分子机制。该项研究发现一个碱性亮氨酸拉链转录因子bZIP71是水稻开花的抑制子，bZIP71过量表达延迟水稻开花，bzip71敲除突变体提早开花。Ehd1、Hd3a和RFT1在bZIP71过量表达植株中低于野生型，在bzip71突变体中高于野生型，利用遗传学手段证实了bZIP71负调控水稻的抽穗期；bZIP71蛋白定位于细胞核中，具有转录激活活性及DNA结合能力；进一步实验表明，bZIP71发挥功能不依赖于Ehd1上游的调控因子Heading date 4（Hd4）、Hd5、和Hd2等，而是直接结合到Ehd1的启动子区域并抑制其表达。那么，bZIP71作为一个具有转录激活因子是如何发挥抑制靶基因Ehd1表达的呢？深入研究发现，bZIP71与SDG711（SET domain group protein 711）和FIE2（Fertilization independent endosperm 2）存在互作关系，进而招募这两个PRC2成员到Ehd1启动子区域，调控Ehd1的H3K27me3水平（H3组蛋白第27位赖氨酸的三甲基化修饰与基因沉默有关），导致bZIP71过量表达植株中Ehd1的H3K27me3水平显著升高，在bzip71突变体中降低；此外，bZIP71位于Ehd1的遗传学上游，而且二者呈现相反的光周期节律性表达模式、�/div>