华南农业大学陈乐天课题组发现调控水稻雄性生殖发育的新机制

来源：植物科学最前沿

植物激素赤霉素（GA）是重要的植物调节因子，参与调节水稻雄性生殖发育，但GA调控水稻花药发育的分子机制仍知之甚少。

JIPB近日在线发表华南农业大学陈乐天教授课题组的题目为“A novel CCCH-type zinc-finger protein SAW1 activates OsGA20ox3 to regulate gibberellin homeostasis and anther development in rice”的研究论文，该研究克隆了一个编码锌指蛋白、控制水稻雄性生殖发育的新基因，并揭示了其调控水稻花药GA稳态和花粉发育的分子机制。

研究人员克隆了一个调控水稻花药发育的新基因SAW1（Swollen Anther Wall 1）。SAW1基因突变后花药壁膨大，花粉败育。CRISPR/Cas9介导的水稻SAW1基因敲除产生了类似saw1的雄性不育表型。SAW1编码核定位具有转录激活活性的CCCH串联锌指蛋白。该蛋白直接与花药特异性表达的GA合成酶基因OsGA20ox3的启动子区域结合，促进OsGA20ox3转录表达和GA合成。在saw1突变体，花药中的OsGA20ox3表达显着降低，导致活性GA（如GA1和GA4）含量减少，进而导致受GA诱导的花药调控基因OsGAMYB的表达下降，造成雄性不育。因此，该研究发现了一个GA合成酶基因OsGA20ox3的新型转录因子，并揭示了SAW1-GA20ox3- GAMYB在GA稳态和水稻花药发育中的作用机制，为创制新型雄性不育系提供了新基因和理论指导。

SAW1调控水稻花药GA稳态和花粉发育的分子模型

博士后王斌和方瑞秋为论文共同第一作者。陈乐天教授和祝钦泷（青年）教授为论文的通讯作者。刘耀光院士也参与了相关研究工作。该研究得到了国家自然科学基金、广东省自然基金和博士后基金的经费支持。

陈乐天教授长期从事水稻杂种优势利用重要性状的应用基础研究，克隆并揭示了多个育性相关新基因的分子调控机理，创制了多种新型遗传育种材料，对突破杂交稻遗传单一性、远缘杂种不育，不育系“包颈”等技术瓶颈具有重要应用价值，为实现水稻远缘杂种优势利用提供理论指导和技术支撑，对我国杂交稻的可持续发展做出了突出贡献。现已发表SCI论文近50篇，累积影响因子360多分，论文引用次数超过2500次；授权发明专利3项；荣获中国侨界创新人才贡献奖、广东省丁颖科技奖和大北农科技奖基因工程奖。入选国家级百千万人才、教育部新世纪人才和广东省珠江学者。