華中農業大學張啟發、王磊等在水稻株型及分枝調控研究方面取得新進展。他們通過分析水稻3個microRNA及其靶基因在水稻株型發育中的作用及其分子機制，揭示了一個新的控制水稻株型建成的調控途徑。相關成果日前發表于美國《國家科學院院刊》。
水稻的產量由單株穗數、每穗粒數和粒重共同構成，彼此之間相互影響、相互制約。株型是產量的重要決定因子，以“理想株型”為育種目標的遺傳改良極大地提高了水稻的產量，但是關于水稻株型建成的分子調控機制目前尚不清楚。
研究人員利用反向遺傳學、基因組學和分子生物學等多種手段，揭示了microRNA156、microRNA529和microRNA172及它們的靶基因SPL和AP2在水稻株型建成中的調控關系。結果顯示，microRNA156和microRNA529通過調節SPL基因決定水稻的分蘗和穗發育過程，而SPL基因的表達量對決定水稻的株型具有重要作用，過高或過低的SPL基因表達都會導致穗部分枝的嚴重下降，這表明調節SPL基因到合適的表達水平與水稻高產有關。
進一步研究顯示，SPL基因可以調控大量轉錄調節因子的表達，其中SPL14通過直接調控microRNA172和MADS34-RCN1的途徑來決定穗型發育。該研究闡明了水稻株型發育的分子調控機制，對水稻的遺傳改良具有指導意義。