OsMADS18-OsbZIP60模块调控水稻籽粒垩白形成的分子机制

近日，东北师范大学徐正一课题组在Science China Life Sciences (《中国科学：生命科学》英文版)发表了题为“The OsMADS18-OsbZIP60 module plays a critical role in influencing grain chalkiness in rice”的研究论文，研究提出了以OsMADS18-OsbZIP60转录模块为核心的籽粒垩白调控新模型，为解析该性状的遗传机制提供了新见解。

水稻是全球重要的粮食作物，水稻垩白是严重影响稻米外观品质与市场价值的关键性状，然而其遗传机制尚未完全明确。为鉴定调控籽粒垩白的遗传位点，团队通过基因激活标签技术（activation tagging），以极早熟粳稻品种Kitaake为背景材料，创制了水稻基因激活标签突变体库。通过筛选并发现了调控水稻籽粒垩白形成的关键转录因子OsMADS18。实验表明，该基因功能缺失会导致垩白增加、植株变矮、开花推迟等表型（图1）。

进一步研究通过酵母双杂交等技术，鉴定出OsbZIP60为OsMADS18的直接互作蛋白。二者共同调控多个已知垩白相关基因（如Chalk5、FLO7等）的表达。遗传证据显示，OsbZIP60位于OsMADS18下游，双突变体垩白表型显著强于osmads18单突变体，说明二者在同一调控通路中协同作用（图2）。

此外，在高温条件下，OsMADS18通过调控未折叠蛋白反应（UPR）基因（包括OsbZIP50、OsBiP1、OsBiP2、OsBiP3、OsBiP4和OsBiP5）的表达，正向调节籽粒重量、淀粉含量、直链淀粉含量和蛋白质水平（图3）。

这些研究结果表明，OsMADS18–OsbZIP60模块通过直接调控垩白相关基因并激活未折叠蛋白反应通路，协同调控胁迫诱导的籽粒垩白形成。

研究详情请见原文：

The OsMADS18-OsbZIP60 module plays a critical role in influencing grain chalkiness in rice

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