OsvWA36通过转录调控细胞壁重塑，从而控制水稻籽粒的长度

《BMC Plant Biology》：OsvWA36 transcriptionally regulates cell wall remodeling to control grain length in rice

　　

摘要

粒长是决定水稻产量和品质的关键因素。尽管冯·威勒布兰德因子A型（VWA）结构域蛋白最近被发现能够调节谷物植物的结构，但它们在控制水稻粒长方面的作用仍有待进一步探索。在本研究中，我们对OsvWA36这种VWA结构域蛋白进行了功能表征。OsvWA36是从不同粒长类型的籼稻品种中通过基于TMT（染色质染色转移）的定量蛋白质组学筛选方法筛选得到的。功能缺失的OsvWA36突变体表现出显著的粒长减少和千粒重下降，而互补实验和过表达实验则证实了其在这些性状中的正向调控作用。细胞学分析表明，粒长缩短的现象是由于颖壳表皮细胞的纵向生长受到抑制，并伴随木质素沉积异常增加所致。转录组分析及基因本体（GO）富集分析显示，OsvWA36对于一系列细胞壁生物合成和修饰基因的表达至关重要，这些基因参与纤维素、果胶和木质素的代谢。此外，OsvWA36定位于内质网（ER）上的微粒状结构上。我们的研究表明，OsvWA36是一种新型的VWA结构域蛋白，它通过调控细胞壁重塑过程来正向影响粒长，从而将VWA蛋白的功能与水稻细胞壁动态的转录调控联系起来。这项研究不仅为分子育种提供了一个有前景的遗传靶点，还为理解谷物作物中粒大小的控制机制提供了新的分子框架。