PJ | OsPTB1/2-CURE相互作用抑制FZP翻译调控水稻穗发育的机制研究

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穗发育是决定水稻粒数的重要因素。深入研究穗发育的分子机制将有助于高产水稻品种的选育。FZP (Frizzy Panicle )是穗发育的关键基因，也是调控穗粒数的重要QTL位点，其在转录阶段受OsBZR1和OsARFs调控。然而，该基因在翻译阶段调控的分子机制仍知之甚少。

2022年4月11日，The Plant Journal 在线发表了陈凡研究员团队题为“Translational repression of FZP mediated by CU-rich element/OsPTB interactions modulates panicle development”的研究论文。该研究揭示了水稻穗发育过程中FZP基因表达在翻译阶段的微调机制，对水稻、小麦、大麦等禾本科作物的高产育种具有重要的意义。

图1. CUREs是FZP 3′UTR中保守元件

该研究发现位于FZP 3′UTR的富CU元件(CURE)是参与FZP翻译的保守元件，FZP 3′UTR中CURE的敲除或含CURE的FZP 3′UTR片段的过表达均导致FZP mRNA翻译效率增加，转基因植株二次枝梗数和穗粒数减少。在水稻幼穗高表达的多聚嘧啶蛋白OsPTB1/2可以结合FZP 3′UTR的CURE。敲除OsPTB1/2基因导致FZP mRNA的翻译效率提高，二次枝梗数和穗粒数减少；而过表达OsPTB1/2则抑制融合FZP 3′UTR的报告基因的翻译，表明FZP 3’UTR中的保守功能元件CURE可以招募OsPTB1/2，抑制FZP翻译，在水稻穗发育过程中起作用。该研究揭示了OsPTB-CURE相互作用调控基因翻译的新机制，为作物高产育种提供了理论基础和基因资源。

图2. OsPTB1/2结合CUREs调控水稻穗发育

海南省崖州湾种子实验室陈琼博士和中国科学院遗传与发育生物学研究所博士研究生田发安为共同第一作者，方晓华副研究员和陈凡研究员为共同通讯作者。相关工作得到国家自然科学基金、中国科学院先导专项和崖州湾种子实验室博士后项目的资助。

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