上海交大Cell子刊发表水稻研究新成果

　　

生物通报道  来自上海交通大学的研究人员在新研究中揭示出了，水稻花发育过程中OsMADS1与花同源异型基因之间的互作。研究论文发布在最新一期的《Molecular Plant》杂志上。

论文的通讯作者是上海交通大学生命学院副教授袁政（Zheng Yuan）博士。其主要从事生殖发育学分子调控机理和水稻分子辅助育种的研究。已在Nature Communications, Molecular Plant, Plant Physiology等期刊上发表SCI收录论文20多篇。

水稻是被子植物最大的开花植物科之一，进化出了独特的不同于双子叶植物和其他单子叶植物的花形和生殖器官，其形态建成和后续发育直接影响到物种的后代繁殖（延伸阅读：韩斌院士Cell子刊发表水稻研究新成果 ）。另一方面，水稻是禾本科的重要栽培谷物，其产量直接受生殖器官的正确起始及形态建成的影响。因此，对水稻农作物花器官发育分子调控机理的研究具有非常重要的理论和实际应用意义。

根据对双子叶模式植物拟南芥、金鱼草和矮牵牛遗传突变体的研究，生物学家们提出了花发育的ABCDE模型。该模型认为：A、B、C、D、E代表了5类功能不同的花器官特征基因，单独或联合控制花器官的发育。A类基因控制萼片的发育;A、B和E类基因控制花瓣的发育;B、C和E类基因控制雄蕊的发育;C和E类基因控制心皮的发育;D类基因控制胚珠的发育;A和C类基因相互抑制。在这5类基因中，E类基因的功能较为复杂，它不仅是花器官特征基因，而且具有花分生组织决定性（Floral meristem determinency）。

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OsMADS1是水稻中的一种SEPALLATA-like MADS-box基因，属于E类基因。研究揭示OsMADS1具有决定水稻各轮花器官形成的功能，并在花分生组织决定中发挥重要功能。但目前对于OsMADS1和其他的花同源异型基因互作调控花发育的潜在分子机制尚不是很清楚。

在这篇新文章中，研究人员研究了OsMADS1与B、C和D类基因的遗传互作，以及蛋白间的物理互作。他们证实，OsMADS1与OsMADS3之间的物理和遗传互作是花分生组织活性维持及花器官形成的必要条件；而OsMADS1在物理上和遗传上与OsMADS58互作调控了花分生组织决定，及抑制了小穗分生组织反转。

研究人员提供了重要的遗传证据支持，在花发育过程中两个水稻C类基因OsMADS3 和OsMADS58的新功能化。基因表达分析及定量RT-PCR分析进一步揭示，OsMADS1影响了与花器官形成及激素信号传导相关的许多基因的表达，染色质免疫沉淀（ChIP）–PCR分析进一步证实了OsMADS17是OsMADS1的直接靶基因。

这些研究结果揭示出，OsMADS1在决定水稻花器官形成和分子组织决定中发挥了多种调控功能，其有可能是通过与不同的花同源异型调控因子进行遗传和物理互作来做到这一点的。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Interactions of OsMADS1 with Floral Homeotic Genes in Rice Flower Development

During reproductive development, rice plants develop unique flower organs which determine the final grain yield. OsMADS1, one of SEPALLATA-like MADS-box genes, has been unraveled to play critical roles in rice floral organ identity specification and floral meristem determinacy. However, the molecular mechanisms underlying interactions of OsMADS1 with other floral homeotic genes in regulating flower development remains largely elusive. In this work, we studied the genetic interactions of OsMADS1 with B-, C-, and D-class genes along with physical interactions among their proteins……

作者简介：

袁政

男，博士，上海交通大学生命学院副教授

2005年获中国科学院上海植物生理生态研究所获理学博士学位；受英国皇家学会资助（Royal Society Fellowship），2006年至2007年在英国诺丁汉大学植物系进行学术访问。主要从事生殖发育学分子调控机理和水稻分子辅助育种的研究。已完成和参加过国家科委及地方科学基金20多项；在Nature Communications, Molecular Plant, Plant Physiology, Annual Review of Plant Biology等期刊上发表SCI收录论文20多篇，其中第一或并列第一作者文章9篇、通讯作者7篇，封面论文3篇；获得国家发明专利10项；参与选育水稻新品种2项，获得水稻新品种审定证书1项；获得上海市科学技术进步奖一等奖一项（2012年，第九完成人）。

1995年－1999年，江西农业大学农学院，园艺系，本科/学士，师从刘勇教授；
1999年－2002年，江西农业大学农学院，农学，研究生/硕士，师从罗来水教授/肖德兴教授；
2002年－2005年，中科院上海植物生理生态研究所，遗传学，研究生/博士，师从黄海研究员；
2005年－2006年，上海交通大学，生命科学技术学院，讲师；
2006年－2007年，英国诺丁汉大学，植物系，访问学者；
2007年－2008年，上海交通大学，生命科学技术学院，讲师；
2009年－至今，上海交通大学，生命科学技术学院，副教授；

研究方向
研究方向: 1.水稻花器官形态建成的分子调控机理研究；
2.水稻分子辅助育种；
3.水稻株型建成的分子调控机制