Plant Cell｜張勁松研究組發現乙烯和生長素途徑互作調控水稻根生長的新機制

乙烯和生長素參與包括植物發育、應激反應和適應性生長等多種生物學過程。吲哚-3-丙酮酸（IPyA）途徑是生長素合成的主要途徑。在該途徑中，色氨酸轉氨酶TAA1先將色氨酸轉化為IPyA，之後黃素單加氧酶YUCCA進一步催化IPyA轉化為IAA。

水稻是半水生單子葉作物。中國科學院遺傳與發育生物學研究所張勁松研究組透過對一個根特異的乙烯不敏感水稻突變體

mhz10

的研究發現，

MHZ10

基因編碼色氨酸氨基轉移酶OsTAR2，在乙烯誘導的根部生長素合成中發揮關鍵性作用。深入研究發現，空氣中，生長素途徑中的OsIAA21/31和OsEIL1互作，抑制OsEIL1對

MHZ10/OsTAR2

的轉錄啟用；同時，OsIAA21/31還可與OsEIL1-OsIAA1/9複合體互作，抑制該複合體的活性，水稻根維持正常生長。當環境乙烯濃度較高時，乙烯訊號轉導使OsEIL1蛋白積累，先引發少量生長素的積累；少量的生長素透過SCF

OsTAR1/AFB2

複合體介導抑制因子OsIAA21/31先降解，釋放OsEIL1和OsEIL1-OsIAA1/9複合體活性。OsEIL1單獨直接可啟用

MHZ10/OsTAR2

的轉錄；OsIAA1/9與OsEIL1互作，透過招募組蛋白乙醯轉移酶OsGCN5促進組蛋白乙醯化，這進一步促進了OsEIL1對

MHZ10/OsTAR2

表達的啟用作用，使得根部生長素大量合成，從而抑制水稻根生長（圖）。

這項研究揭示了乙烯與生長素途徑互作調控水稻根乙烯反應的新機制，對於水稻複雜性狀改良和提高適應性具有重要意義。

圖：OsEIL1和OsAux/IAAs互作調控水稻根部乙烯反應中Trp

氨基轉移酶基因

MHZ10/OsTAR2

表達促進生長素合成機制

論文連結：

https：//doi。org/10。1093/plcell/koac250