中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所植物基因組學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張勁松課題組和陳受宜課題組根據(jù)水稻黃化苗乙烯反應(yīng)建立了一個(gè)快速高效的突變體篩選體系，并利用該體系分離鑒定了一系列水稻乙烯反應(yīng)突變體mhz。其中mhz4呈現(xiàn)根頓感而胚芽鞘過(guò)敏感的乙烯反應(yīng)表型（如圖）。圖位克隆發(fā)現(xiàn)MHZ4 編碼OsABA4蛋白，可能參與調(diào)控脫落酸（ABA）合成途徑中紫黃質(zhì)向新黃質(zhì)的轉(zhuǎn)化。MHZ4 突變?cè)斐葾BA缺失因而導(dǎo)致其乙烯反應(yīng)異常；MHZ4 過(guò)表達(dá)水稻幼苗呈現(xiàn)與突變體完全相反的乙烯反應(yīng)表型。遺傳學(xué)、植物生理和分子生物學(xué)研究證明，在水稻根中，MHZ4 介導(dǎo)的ABA途徑作用于乙烯信號(hào)通路下游，乙烯信號(hào)上調(diào)MHZ4 表達(dá)并特異地促進(jìn)根中ABA的積累從而抑制根的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)。該發(fā)現(xiàn)與擬南芥中報(bào)道的乙烯抑制根伸長(zhǎng)不需要ABA的作用完全不同。在胚芽鞘中，MHZ4 介導(dǎo)的ABA途徑作用于乙烯信號(hào)通路上游，至少通過(guò)抑制OsEIN2 的轉(zhuǎn)錄來(lái)負(fù)調(diào)控胚芽鞘乙烯反應(yīng)。此外，mhz4 突變也影響了水稻的多個(gè)農(nóng)藝性狀，包括高位分蘗和節(jié)上不定根的發(fā)生等。這項(xiàng)研究首次揭示了水稻中乙烯通過(guò)ABA途徑來(lái)調(diào)控根系生長(zhǎng)，為探究乙烯信號(hào)對(duì)水稻等作物重要生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程的調(diào)控機(jī)制提供了新線索。

　　工作人員馬彪博士和博士生陰翠翠是該論文的共同第一作者。該研究結(jié)果于10月16日在線發(fā)表于PLoS Genet10(10): e1004701. doi:10.1371/journal.pgen.1004701。相關(guān)研究得到國(guó)家自然基金和“973”計(jì)劃等資助。

　　水稻乙烯反應(yīng)突變體mhz4的乙烯反應(yīng)表型及劑量反應(yīng)分析。A，對(duì)照（WT）及突變體(mhz4)黃化苗的乙烯反應(yīng)表型比較。B，根的乙烯反應(yīng)比較。C，胚芽鞘的乙烯反應(yīng)比較。