近日，華南農業(yè)大學農學院、廣東省植物分子育種重點實驗室青年教師金晶在國際知名期刊Plant Physiology（影響因子8.34，生物1區(qū)）發(fā)表了題為“Small EPIDERMAL PATTERNING FACTOR-LIKE2 peptides regulate awn development in rice”的研究論文（論文鏈接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiac278）。

 

　　多肽分子調控細胞間的信號，在生物的形成以及發(fā)育中發(fā)揮重要的作用。植物細胞間的相互交流也是通過大量的信號分子。最近的研究已揭示了植物多肽激素參與細胞與細胞間的短距離信息的溝通交流，從而調控植物生長、發(fā)育、抗逆等許多生命過程。其中，EPF/EPFL 家族基因所編碼的多肽激素是植物中一類重要的多肽家族，參與調控氣孔、穎花和芒的發(fā)育。然而，水稻EPF/EPFL家族的成員及其功能尚待鑒定。

 

　　芒是重要的馴化性狀。Kasalath屬于aus稻，其表現為長芒的特性。該研究以Kasalath為受體材料，利用CRISPR/Cas9技術，系統性探索了水稻中EPF/EPFL家族小肽成員在水稻芒發(fā)育上的功能。研究發(fā)現多個OsEPF/EPFL家族小肽成員缺失會影響芒的發(fā)育，其中OsEPFL2基因的突變會使得突變體表現為無芒或者極短芒，這意味著這一個家族小肽激素中多個成員參與調控芒的發(fā)育。與此同時，研究中還發(fā)現OsEPFL2通過促進細胞的分裂影響水稻粒長，具有一因多效性。對Kasalath和OsEPFL2突變體中細胞分裂素、生長素和赤霉素含量進行測定，發(fā)現在突變體的幼穗中細胞分裂、赤霉素和生長素含量顯著降低。通過對比細胞分裂素、生長素和赤霉素生物合成及信號通路相關基因在Kasalath和OsEPFL2cas幼穗中的表達水平，推測OsEPFL2基因的表達可能影響細胞分裂素、生長素和赤霉素的含量，進而調控芒的發(fā)育。通過對不同水稻群體的分析表明，在水稻馴化過程中OsEPFL2基因受到了選擇。研究揭示了EPF/EPFL家族小肽在水稻生長發(fā)育過程中的潛在功能，并為水稻馴化的分子機制提供了參考。

 

　　我校農學院青年教師金晶博士為論文通訊作者。我校農學院在讀碩士生熊露玲、黃英勇為論文共同第一作者。農學院劉祖培副教授和廣東省農業(yè)科學院水稻研究所李晨研究員、于航博士等參與此項工作。該研究得到國家自然科學基金和廣東省自然科學基金的資助。