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油菜甾醇类物质(Brassinosteroids,BRs)是影响植物生长发育的一类重要的植物激素。在双子叶模式植物拟南芥中,BR信号传导途径研究的比较清楚。BR通过直接结合膜受体BRI1激活BR信号传导从而调节下游基因表达来调控植物的生长发育。单子叶模式植物水稻中的BR信号转导途径研究较少。发现水稻BR信号途径的新成员,阐明BR信号转导机理是一个很重要的研究方向。
我们发现通过反义构建降低一个CCCH锌指蛋白编码基因OsLIC表达后,水稻表现出BR信号增强的表型,即矮化和叶夹角变大;超表达植株和功能获得性突变体表现出相反的BR信号减弱的表型,即叶片直立。OsLIC反义植株对BR超敏感,超表达植株和突变体对BR不敏感,LIC是BR途径的负调控因子。在转录水平上OsLIC作为BZR1的靶基因受BZR1转录抑制;在蛋白水平上,LIC能与水稻中BIN2同源蛋白GSK1相互作用并被其磷酸化,磷酸化的LIC主要定位在细胞质中,去磷酸化的LIC主要定位在细胞核中,BR诱导LIC蛋白去磷酸化向细胞核中聚集。作为受BR诱导的负调控因子,LIC反馈抑制BR信号,通过直接抑制BZR1转录和下游BR激活基因的表达抑制BR信号的放大。作为BR途径中相互拮抗的正负调节因子,OsBZR1和OsLIC在不同的条件下发挥作用。OsBZR1在低浓度下受BR诱导发挥主要作用,从而激活BR信号,促进植物生长;随着BR浓度的增加,OsLIC在高浓度下被BR诱导,从而抑制BR信号的无限放大。因此,这两个转录因子在BR途径上游相互抑制共同调节植物体内BR平衡。