東北地理所在水稻基本營養生長期分子調控機制上取得新進展
抽穗期是水稻的一個重要農藝性狀，決定水稻品種的地域適應性及季節適應性。抽穗期的長短由品種的感溫性、感光性和基本營養生長性決定，一直是水稻育種工作者關注的重點。中國科學院東北地理與農業生態研究所方軍研究團隊早期從一個長營養生長期突變體（lvp1）中發現組蛋白甲基轉移酶SDG724通過對下游靶基因MADS50和RFT1位點的H3K36me2/3修飾調控水稻抽穗期（The Plant Cell, Sun et al., 2012）。隨后，他們在秈稻中鑒定出一個顯性早熟基因Ef-cd，該基因能夠使中秈抽穗期提前10天以上而不減產，闡釋了早熟和高產的分子機制（PNAS, Fang etal.,2019）。然而，目前關于水稻抽穗期的研究仍主要集中在光周期途徑上，對基本營養生長期、感溫性調控機制的認識還十分有限。
近日，中國科學院東北地理與農業生態研究所水稻分子育種學科組方軍研究團隊在Journal of Genetics and Genomics上在線發表了題為“OsASHL1 and OsASHL2, two members of the COMPASS-like complex, control floral transition and plant development in rice”的研究論文，研究人員利用分子、遺傳等手段，發現并證明水稻COMPASS-like復合物通過影響下游OsVIL4位點的H3K4三甲基化水平來調控其表達，進而調控水稻基本營養生長期，為水稻抽穗期的研究提供了新思路和新見解。該研究以催化組蛋白H3K4甲基化的多蛋白復合物COMPASS-like復合物的組分OsASHL1、OsASHL2、OsRBL、OsWDR5a為切入點，體內外實驗確認了他們之間的相互作用。利用CRISPR-Cas9技術獲得osashl1 osashl2雙突變體，多種條件下的表型考察確定osashl1 osashl2雙突變體的基本營養生長期與光周期敏感期均延長，進而呈現晚花表型。進一步研究發現，osashl1 osashl2雙突變體中基本營養生長期正調控因子OsVIL4區H3K4三甲基化水平顯著降低，致使其轉錄水平降低，進而延長基本營養生長期。綜合以上結果，提出OsASHL-COMPASS-like-OsVIL4調控水稻基本營養生長期的新途徑，這不僅是對水稻抽穗期調控機制的一個重要補充，也為水稻育種實踐中營養生長和生殖生長的平衡提供了一個新思路。
圖1 OsASHL-COMPASS-like復合物調控水稻成花轉變模式圖
中國科學院東北地理與農業生態研究所博士生趙廣欣為該論文第一作者，方軍研究員為通訊作者。相關工作得到中科院先導項目（XDA24020301）、國家區域創新發展聯合基金（U20A2025）等項目聯合資助。
論文信息如下：
Guangxin Zhao, Jingying Wang, Xi Chen, Hanjing Sha, Xin Liu, Yunfei Han, Guankai Qiu, Fantao Zhang, Jun Fang. (2022). OsASHL1 and OsASHL2, two members of the COMPASS-like complex, control floral transition and plant development in rice. Journal of Genetics and Genomics. https://doi.org/10.1016/j.jgg.2022.02.026
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