水稻Type-A和Type-C响应调节因子基因正向调控株高与穗型发育的分子机制

为解决水稻细胞分裂素信号转导中Type-A/C响应调节因子(RRs)功能未知的问题，研究人员通过RNA-Seq和CRISPR/Cas9技术系统解析了15个RRs基因的表达模式与功能，发现RR2 和RR4 显著促进次级分枝与穗发育，高阶突变体rr1 rr2 及rr8 rr12 rr13 表现出穗小株矮表型，Type-C RRs则调控抽穗期。该研究为作物株型改良提供了新靶点。

　　

细胞分裂素信号通过"双组分系统"(two-component system)传递，其中结构相似的Type-A和Type-C响应调节因子(Response Regulators, RRs)是关键组分。水稻中已鉴定13个Type-A和2个Type-C RRs基因，但其功能尚未完全解析。

通过RNA-Seq技术绘制这些基因的表达图谱后，研究者利用CRISPR/Cas9构建了15个基因的突变体。实验显示，几乎所有Type-A RRs（尤其是RR₂
和RR₄
）都积极调控次级分枝和次级小穗发育。引人注目的是，rr₁
rr₂
双突变体和rr₈
rr₁₂
rr₁₃
三突变体呈现出穗型缩小和株高降低的"侏儒穗"表型。而两个Type-C RRs则像生物钟调节器般正向调控抽穗时间。

在分子机制层面，RNA-seq分析发现rr₂
和rr₄
突变体中近半数差异表达基因(DEGs)存在重叠，这些基因主要富集在细胞分裂素和脱落酸(ABA)信号通路。该研究不仅揭示了RRs家族"分工协作"调控水稻株型的分子蓝图，更为作物精准分子设计育种提供了理论依据。