來自中科院遺傳與發(fā)育生物學研究所，華中農業(yè)大學的研究人員發(fā)表了題為“Increased Leaf Angle1, a Raf-Like MAPKKK That Interacts with a Nuclear Protein Family, Regulates Mechanical Tissue Formation in the Lamina Joint of Rice”的文章，報道了ILA1介導的信號途徑調控葉枕部位機械組織形成的新機制，這一水稻葉夾角調控的分子機理新成果公布在植物學研究期刊The Plant Cell雜志上。
文章的通訊作者是遺傳與發(fā)育研究所的周奕華研究員，這項研究由周奕華研究組與華中農業(yè)大學熊立仲課題組合作完成，熊立仲課題組寧婧和遺傳發(fā)育所周奕華課題組張保才為該論文的共同*作者。這項研究得到了國家自然科學基金和863項目的資助。
細胞壁是由纖維素、半纖維素和果膠構成的復雜多糖網絡結構，為植物體提供機械支撐。水稻細胞壁研究對于抗倒伏等農藝性狀的改良具有重要意義。水稻葉片夾角是影響產量的重要農藝性狀，直立的葉片可顯著提高光合效率和植株密植度，進而增加產量。目前已報道的調控水稻葉片夾角的基因多與油菜素內酯或其他激素引起的細胞增殖或膨大有關，對細胞壁調控葉夾角的作用機制還知之甚少。
在這篇文章中，研究人員對一葉片夾角增大的水稻突變體開展研究，發(fā)現突變體葉枕部位機械組織顯著變小、細胞壁主要成分纖維素和木聚糖含量下降，導致葉枕部位機械強度下降、葉夾角增大，但對油菜素內酯的反應正常。研究表明，突變體表型是由MAPKKK家族C組成員ILA1基因的T-DNA插入突變引起。酶活實驗確定ILA1具有*\*激酶活性。
亞細胞定位研究發(fā)現，ILA1主要定位于細胞核內，而且在葉枕的維管束中表達量較高。酵母兩雜交鑒定出6個與ILA1相互作用的未知功能的蛋白IIP，并得到了BiFC和CoIP實驗的驗證。體外磷酸化實驗證明，ILA1可直接磷酸化互作蛋白IIP4。芯片分析發(fā)現多個細胞壁合成關鍵基因的表達在突變體中顯著下調。
周奕華研究組去年還在PNAS雜志上發(fā)表文章，發(fā)現了細胞壁合成底物運送的新機理，為解析細胞壁生物合成的生化和生物學機制提供了關鍵的證據。這項研究證實了高爾基體定位的核苷糖轉運子在細胞壁多糖合成中的重要作用，為解析細胞壁生物合成的生化和生物學機制提供了關鍵的證據，解決了該領域中一個長期懸而未決的重要問題。
這一研究發(fā)現ILA1介導的信號途徑調控葉枕部位機械組織的形成，是尚未報道過的調控水稻葉片夾角的新機制。這項工作已于2011年12月28日在The Plant Cell雜志上在線發(fā)表（DOI:10.1105/tpc.111.093419）。
