作為新發(fā)現(xiàn)的綠色環(huán)保型植物生長調(diào)節(jié)劑，油菜素內(nèi)酯（Brassinosteroid，簡稱BR）是公認(rèn)的活性最高的高效、廣譜、無毒的植物生長激素。BR能充分激發(fā)植物內(nèi)在潛能，促進(jìn)作物生長和增加作物產(chǎn)量，提高作物耐冷性，改善作物抗病、抗鹽能力，使作物的耐逆性增強(qiáng)等，因此,其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上獲得廣泛應(yīng)用。然而有關(guān)BR在作物上的作用機(jī)制研究卻相對(duì)較少，特別是其調(diào)控多種重要農(nóng)藝性狀的分子機(jī)制仍不清楚。

　　中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所植物基因組學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)成才研究組從2006年開始率先在水稻中開展BR的功能機(jī)制研究，先后克隆了DLT和GSK2等多個(gè)BR信號(hào)傳導(dǎo)途徑中的重要組分，并首次提出了以GSK2負(fù)調(diào)控子為核心的BR下游多條特異支路調(diào)控各種相關(guān)性狀的模型（Tong et al., Plant Journal, 2009; Tong et al.,Journal of Genetics and Genomics, 2012; Tong et al., Plant Cell, 2012）。與此模型一致，最近，研究組通過大量突變體的功能分析發(fā)現(xiàn)，BR通過調(diào)節(jié)另一植物激素赤霉素（GA）的代謝來特異性地調(diào)控細(xì)胞伸長（Tong et al., Plant Cell, 2014）。生理濃度下，BR誘導(dǎo)GA合成基因的表達(dá)并抑制GA失活基因的表達(dá)，導(dǎo)致活性GA的積累，從而促進(jìn)植物生長；外源較高濃度的BR反饋抑制自身合成，同時(shí)誘導(dǎo)GA失活基因的表達(dá)，導(dǎo)致活性GA水平下降，最終抑制植物生長。而GA途徑作為BR下游的支路途徑之一，會(huì)負(fù)反饋抑制上游BR反應(yīng)，包括BR誘導(dǎo)的葉夾角變化。有趣的是，高濃度GA會(huì)利用BR信號(hào)組分幫助促進(jìn)植物生長。

　　這一研究成果揭示了BR促進(jìn)細(xì)胞伸長的分子機(jī)制，系統(tǒng)地詮釋了BR和GA兩種控制株高重要激素間的關(guān)系，解釋了長久以來一直縈繞在科學(xué)工作者心中的外源施加BR會(huì)抑制植物生長的困惑，并證明了多年前科學(xué)家推測(cè)的GA低敏反應(yīng)途徑的存在，為利用BR提高作物產(chǎn)量提供了重要的理論支持。

　　該項(xiàng)研究成果已于11月4日在線發(fā)表在Plant Cell雜志（doi:10.1105/tpc.114.132092）上。儲(chǔ)成才研究組副研究員童紅寧博士及博士研究生肖云華為該論文的共同第一作者。研究得到了國家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃“主要農(nóng)作物產(chǎn)量性狀的遺傳網(wǎng)絡(luò)解析”重點(diǎn)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目及植物基因組學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)費(fèi)支持。