水稻乙烯信號轉導及調控鹽脅迫反應的新機制

　　植物氣體激素乙烯在植物生長發育以及應對逆境脅迫過程中起著重要作用。在擬南芥中，已經建立了一個從乙烯信號接收到轉錄調控的線性乙烯信號轉導模型。然而，在單子葉植物，尤其是水稻中的乙烯信號轉導的作用機制還不甚清楚。

　　中國科學院遺傳與發育生物學研究所張勁松研究組和陳受宜研究組分離鑒定了一系列的水稻乙烯反應突變體并對其中的mhz6進行了深入研究。通過圖位克隆發現MHZ6編碼了一個和南芥EIN3同源的轉錄因子OsEIL1。MHZ6/OsEIL1 的突變會導致水稻黃化苗的根對乙烯完全不敏感，而干擾其家族基因OsEIL2 的表達則導致了胚芽鞘對乙烯的不敏感，這表明MHZ6/OsEIL1 和OsEIL2 分別調控了水稻黃化苗根和胚芽鞘的乙烯反應。進一步的研究還發現MHZ6/OsEIL1 和OsEIL2 通過直接結合并激活OsHKT2；1 的在水稻幼苗根中表達，從而促進了植物對鈉離子的吸收，導致植株對鹽敏感。而突變體和RNAi幼苗表現出抗鹽的表型。進一步用乙烯或1-MCP（乙烯信號轉導抑制劑）處理對照水稻，則分別造成鹽敏感和耐鹽的表型。這些研究揭示了水稻乙烯信號轉導及調控鹽脅迫反應的新機制。在擬南芥中，乙烯信號轉導途徑的轉錄因子EIN3和EIL1在調控乙烯反應上沒有器官特異性，且乙烯信號轉導促進耐鹽性。而在水稻中，MHZ6/OsEIL1和OsEIL2分別調控根和胚芽鞘的乙烯反應。二者可通過促進根對鈉離子吸收達到水環境下的離子平衡使植株正常生長，但高鹽下導致水稻鹽敏感（如圖）。

　　該研究結果于5月20日在線發表于Plant Physiology（DOI:10.1104/pp.15.00353）。博士生楊超和工作人員馬彪是該論文的共同第一作者。該項研究得到國家自然科學基金和“973”計劃等項目的資助。