近日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)李姍教授團(tuán)隊聯(lián)合中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所傅向東院士和英國牛津大學(xué)吉喆博士，在

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研究團(tuán)隊篩選到一個根-冠生物量比對氮響應(yīng)不敏感的突變體，從中鑒定到了協(xié)調(diào)水稻根系與地上部響應(yīng)外界氮供應(yīng)、維持根-冠比穩(wěn)態(tài)、促進(jìn)水稻生長發(fā)育的關(guān)鍵因子OsWRI1a（WRINKLED1a）。該基因在低氮條件下無需改變常規(guī)的碳分配模式即可促進(jìn)水稻根系的生長。此前李姍團(tuán)隊的研究指出，F(xiàn)-box蛋白RNR10可通過單泛素化修飾生長素合成抑制因子DNR1，抑制其降解，從而負(fù)調(diào)控根系氮響應(yīng)。該研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，OsWRI1a也能與RNR10互作，其K139、K156和K225位點被RNR10介導(dǎo)多泛素化修飾，進(jìn)而被降解。OsWRI1a在根系中具有雙重調(diào)控功能：一方面，它通過與DNR1競爭性結(jié)合RNR10，破壞DNR1穩(wěn)定性，從而提升生長素水平，促進(jìn)生長素介導(dǎo)的根系發(fā)育；另一方面，OsWRI1a可作為轉(zhuǎn)錄因子直接激活氮代謝相關(guān)基因表達(dá)，促進(jìn)氮代謝過程。另外，研究還顯示不同E2泛素結(jié)合酶組分及底物-SKP復(fù)合物空間構(gòu)象變化可實現(xiàn)RNR10在單泛素化修飾DNR1與多泛素化修飾OsWRI1a之間的切換。在地上部，OsWRI1a通過激活NGR5表達(dá)促進(jìn)分蘗發(fā)生。值得注意的是，OsWRI1a在分蘗芽中與RNR10呈現(xiàn)微弱互作，既避免OsWRI1a自身被RNR10介導(dǎo)的多泛素化降解，又不干擾RNR10與DNR1之間的相互作用。這一現(xiàn)象揭示了OsWRI1a調(diào)控機(jī)制具有明顯的組織特異性。最終，將優(yōu)異等位基因?qū)刖酒贩N“武運粳7號”，可在低氮條件下穩(wěn)定根冠比，顯著提高氮肥利用效率與產(chǎn)量，展現(xiàn)了突出的育種應(yīng)用潛力。