水稻株型生理生态与遗传基础研究进展 作物学报    2023, 49 (7): 1735-1746.   DOI: 10.3724/SP.J.1006.2023.22050

图5 分蘖夹角、分蘖数和叶片夹角的分子网络示意图

正文中引用本图/表的段落

分蘖数和分蘖角度直接影响水稻株型, D14可以与D3、D53结合, D53泛素化后被26S蛋白酶体识别并降解, 解除D53对SLs下游响应因子的抑制作用, 同时影响水稻株高和分蘖数[39]。D53与水稻理想株型基因IPA1互作抑制IPA1的转录活性[40]。SLs和油菜素内酯(brassinosteroids, BRs)信号途径都可以通过调节D53和BRs信号途径中转录复合体OsBZR1-RLA1-DLT的稳定性影响水稻Teosinte Banched 1 (OsTB1)的表达, 进而控制水稻分蘖数[41]。PROG1是匍匐生长、低产的野生稻向直立、高产的栽培稻驯化的重要株型改良位点, Tiller Angle Controlling 1 (TAC1)和Tiller Inclined Growth 1 (TIG1)是籼粳分化中决定分蘖角度的重要选择位点[12,42?-44]。LAZY1 (LA1)是从水稻散生材料中克隆的调控分蘖角度的关键基因, 通过分析水稻茎重力反应过程中的动态转录组, 确立了一条以LAZY1 (LA1)为核心介导的HEAT STRESS TRANSCRIPTIONAL FACTOR 2D (HSFA2D)-LA1-WUSCHEL RELATED HOMEOBOX 6 (WOX6)/11水稻分蘖角度分子途径[45-46], 为阐明水稻分蘖角度形成的分子网络奠定了基础(图5)。

叶片夹角是水稻株型构成的一个重要农艺性状, 适当直立的叶片适合水稻高密度种植, 叶夹角受油菜素内酯、生长素、赤霉素以及这些激素的互作调控。参与油菜素内酯途径的基因主要有BRD2[47]、OsDWARF4[48]、D11[49]、D2[50]、BRD1[51]、OsBRI[52]、OsBAK1[53]、OsGSK1[54]、OsLIC1[55]、OsBZR1[56]、BU1[57]、OsOFP8[58]、OsOFP19[58]等。生长素(IAA)作为植物中重要的信号分子, 也参与到叶片夹角的调控, 其中主要基因有FIB[59]、TLD[60]、LC1[61]、OsIAA1[62]、OsTIR1[63]、OsAFB2[63]、OsARF1[64]、OsmiR393[63]、LC3[65]、OsARF19[66]和OsARF11[66]。赤霉素(GA)对于植物生长发育具有重要作用, 同样具有调控叶片夹角的功能, 其中已克隆的主要调控基因有OsSPY[67]、D1/RGA1[68]、OsGSR1[69]和OsDCL3a[70]。除了以上3种植物激素外, 脱落酸(abscisic acid, ABA)、茉莉酸(jasmonie acid, JA)和乙烯(ethylene, ETH)也参与调控水稻叶片夹角[71]。ABA通过拮抗BR的生物合成与信号传导影响叶片夹角, 茉莉酸甲酯通过抑制BR的合成和信号传导影响叶片夹角, 而乙烯可能通过与BR的互作影响叶片夹角[72](图5)。

本文的其它图/表

• 图1 典型粳稻(A)、典型籼稻(B)和直立穗型粳稻(C)群体生理生态特性比较
  图标和箭头大小表示太阳辐射、H₂O和CO₂扩散强度高低
  
• 图2 典型粳稻穗弯曲诱发的倒伏
  
• 图3 典型籼稻(左)和直立穗型粳稻(右)形态解剖特性
  
• 图4 籼粳稻粒型和穗型与产量和品质的关系