中性氨基酸转运蛋白OsAAP8通过调控中性氨基酸运输介导水稻分蘖与株高

本研究揭示了水稻氨基酸转运蛋白OsAAP8的启动子单倍型变异，发现其在籼稻中高表达可显著促进分蘖和单株产量。OsAAP8对亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)和苏氨酸(Thr)具有强亲和力，通过调控氮素和生长素通路影响分蘖芽生长与株高，为水稻高产育种提供了新靶点。

　　

Highlight

中性氨基酸转运蛋白OsAAP8通过调控中性氨基酸运输介导水稻分蘖与株高

序列变异分析

在533份水稻种质资源中，我们发现OsAAP8启动子和外显子区存在10个单核苷酸多态性(SNP)，形成4种单倍型。其中Hap1和Hap6主要存在于籼稻品种，Hap2多见于粳稻，Hap3则集中在AUS亚群（图1A）。通过qRT-PCR验证，籼稻中OsAAP8表达量显著高于粳稻，这与分蘖数、单株产量等农艺性状正相关。

过表达OsAAP8显著提高产量

粳稻ZH11中过表达OsAAP8使分蘖数增加35%，单株产量提升28%。实验证实OsAAP8对亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)和苏氨酸(Thr)具有特异性转运能力：0.25mM Leu处理下，过表达株系(OE)的腋芽生长速度比野生型快2倍；0.5mM Ile处理时，CRISPR敲除株系(C)的株高降低40%。

分子机制解析

转录组分析显示，OsAAP8通过调控氮代谢通路基因和生长素信号转导相关基因（如OsARF家族成员），影响腋芽萌发和节间伸长。特别在外源Ile处理下，OE株系中氮同化关键酶活性提升3倍，而生长素极性运输蛋白基因OsPIN表达量增加2.5倍。

结论

OsAAP8作为中性氨基酸转运的关键调控因子，通过"氨基酸运输-氮素分配-激素调控"三级网络塑造水稻理想株型。该研究为分子设计育种提供了兼具产量与品质改良潜力的新靶点。