年7月10日，ThePlantCell在线发表了上海交通大学生命科学技术学院/澳大利亚阿德莱德大学张大兵教授团队题为“AUXINRESPONSEFACTOR6and7controltheflagleafangleinricebyregulatingsecondarycellwallbiosynthesisoflaminajoints”的研究论文，上海交通大学博士后黄国强为第一作者。该研究发现生长素响应因子OsARF6和OsARF17通过影响叶枕部位次生细胞壁的生物合成和机械强度来调控水稻旗叶角度。
旗叶是靠稻穗最近的最顶端叶片，具有最高的光合性能，在决定粮食产量方面发挥重要作用。旗叶角度是指旗叶片与垂直茎之间的倾角，影响密集生长植物的光合能力，因此是作物结构和产量的重要农艺性状。前期研究表明生长素在该性状调控中起关键作用，但尚不清楚其潜在的细胞分子机制。
本研究，作者发现了两个在水稻叶枕组织中高度表达的生长素响应因子OsARF6和OsARF17，参与调控旗叶角度（图1）。功能缺失的osarf6osarf17双突显示叶枕厚壁细胞的次生细胞壁水平降低，导致密植条件下的旗叶角度增大以及谷物产量降低。机械测量结果表明，该突变体叶枕组织机械强度明显减弱，而不足于支撑旗叶叶片的重量，这与水稻increasedleafangle1（ila1）突变体表型相类似。已知水稻旗叶夹角调控基因ILA1为具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性MAPKKK家族成员。进一步实验证实OsARF6和OsARF17直接与ILA1启动子结合，以独立和协同的方式激活其表达，而且发现生长素诱导的ILA1表达依赖于OsARF6和OsARF17。
图1.OsARF6和OsARF17调控旗叶角度
总之，该研究揭示了一种将生长素信号转导与次生细胞壁成分相结合以决定旗叶角度的机制，为水稻和其他谷类作物的这一关键性状提供了育种目标。
图2.OsARF6和OsARF17维持叶枕机械强度的工作模型原文链接：
