2021年3月16日，Plant Physiology發(fā)表了浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院毛傳澡課題組和美國(guó)杜克大學(xué)Philip N. Benfey課題組合作完成的，題為“VAP-RELATED SUPPRESSORS OF TOO MANY MOUTHS (VST) family proteins are regulators of root system architecture”的研究論文。闡明了VST蛋白調(diào)控水稻根系構(gòu)型的分子機(jī)制。
作物養(yǎng)分和水分的吸收主要依賴于根系。不同根系構(gòu)型對(duì)水肥的吸收效率不同。研究根系構(gòu)型調(diào)控基因，對(duì)于改良根系構(gòu)型，提高水肥的吸收利用效率具有重要的指導(dǎo)意義。毛傳澡課題組通過(guò)篩選水稻突變體庫(kù)，獲得了一個(gè)主根變短的突變體E104-SR，并和杜克大學(xué)Philip N. Benfey課題組合作克隆了突變基因。通過(guò)遺傳互補(bǔ)和CRISPR-Cas9技術(shù)證明E104-SR突變體表型由OsVST1基因的缺失造成。OsVST1基因編碼MSP domain蛋白，該蛋白主要定位于細(xì)胞膜，可能參與受體類激酶信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)。OsVST1主要在水稻根系中表達(dá)，包括主根，不定根，側(cè)根。OsVST1突變體的根稍短，根構(gòu)型較淺，且擬南芥VST的三突變體vst1/2/3具有相似的表型。在擬南芥三突變體中，過(guò)表達(dá)OsVST1在很大程度上能夠回補(bǔ)短根和矮株表型。表明擬南芥和水稻VST基因執(zhí)行相似的功能。E104-SR雖然主根變短，但不定根數(shù)目略微增加。田間實(shí)驗(yàn)表明，E104-SR千粒重增加，結(jié)實(shí)率增加，產(chǎn)量沒(méi)有明顯降低。由于土壤中磷主要分布在土壤淺層，淺根系作物有利于磷的吸收。因此本研究可為淺根系作物的選育提供理論支持。
浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院為論文第一作者單位，毛傳澡教授課題組已畢業(yè)博士研究生邵彥林和Philip N. Benfey課題組Kevin R. Lehner博士為該論文的共同第一作者，毛傳澡教授和Philip N. Benfey教授為共同通訊作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiaa036
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