蔗糖-赤霉素互作调控水稻(Oryza sativa L.)叶片伸长的分子机制研究

本研究揭示了水稻蔗糖转运蛋白(OsSUTs)通过调控蔗糖运输与赤霉素(GA)代谢通路互作，介导叶片细胞伸长的分子机制。OsSUTs功能缺失导致源叶蔗糖过度积累和库叶糖供给不足，通过影响GA生物合成与信号转导基因表达抑制叶片伸长，为作物源-库效能调控提供新靶点。

　　

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INTRODUCTION

水稻叶片光合能力显著影响生物量和产量。作为光合作用的关键器官，解析叶片形态建成的调控机制对提升作物源-库效率至关重要。水稻叶片发育是多维生物过程，包括叶原基形成、极性建立维持和叶片扩展（Wang等，2021a）。叶片长度是由多基因控制的复杂性状...

Plant materials and growth conditions

实验采用粳稻品种日本晴的野生型(WT)和ossut突变体，包括单突变系ossut3-23-1和ossut5-8（Wu，2022），以及双突变系ossut3;5-1和ossut3;5-2。为构建ossut3;5双敲除突变体，采用CRISPR–Cas9系统设计OsSUTs的单向导RNA靶序列（Mao等，2013），并将复合体克隆至pCAMBIA1300载体。

Phenotypic differences between the WT and ossut mutants

ossut突变体株高显著低于WT，其中双突变系ossut3;5-1（降低17.5%）和ossut3;5-2（降低22.2%）差异极显著（图1A,B）。ossut3;5系分蘖数较WT显著减少23.1%（图1C）。突变体的穗长和节间长度也短于WT（图1D–F）。

产量相关性状方面，WT和ossut突变体的最大灌浆速率...

DISCUSSION

蔗糖在源叶叶肉细胞合成后，通过韧皮部长距离运输至库器官。水稻叶片韧皮部装载主要依赖质外体途径（Wang等，2021b），该过程需要SUT蛋白参与跨膜运输。多项研究表明OsSUT家族基因在水稻产量中起重要作用（Wu, 2022, Yue, 2020）。例如OsSUT3转运蛋白缺失会导致...

CONCLUSION

蔗糖与赤霉素信号互作可能介导水稻叶片伸长。OsSUT3和OsSUT5功能缺失导致源叶蔗糖和淀粉过度积累，库叶碳水化合物供应不足，进而降低生长叶片中GA含量并抑制叶片伸长。RNA-seq结果揭示了GA代谢和信号转导相关基因的差异表达。后续研究需深入解析...