近日，福建省農業科學院水稻研究所研究員張建福、中國科學院院士謝華安團隊在國際期刊 《植物通訊》（Plant Communications）上發表最新研究成果。該研究首次揭示了一個全新的分子模塊，在水稻葉片夾角調控中的作用機制，為優化水稻株型設計和提高作物産量提供了重要理論依據。
水稻株型通過影響水稻光合作用效率和養分吸收利用能力，進而影響産量。作為水稻株型的重要指標之一，水稻葉片夾角是指葉片與莖稈之間的夾角。其大小直接影響葉面積指數，從而調控葉片光合效率，影響水稻種植密度，最終影響水稻籽粒産量。
為什麼不同的水稻品種葉片夾角有大有小呢？現有研究表明，水稻葉片夾角受多種因素調控，其中包括一種被稱為“油菜素內酯”的植物激素，它通過參與葉枕的發育來影響夾角大小。葉枕是連接水稻葉片和葉鞘的組織器官，具有彈性和延伸性。這意味着，它能夠在膨脹和收縮間控制葉片的上舉和下垂，繼而調節葉片夾角大小。
研究團隊發現，這背後，轉錄因子“OsWRKY72”起着至關重要的作用。
為了驗證這一結論，研究團隊利用基因編輯技術構建了“OsWRKY72”突變體和過表達水稻材料。實驗結果顯示，敲除了“OsWRKY72”的水稻材料，葉片夾角顯著減小；“OsWRKY72”滿負荷運作的水稻材料，葉片夾角明顯增大。這表明，“OsWRKY72”是水稻葉片夾角的正向調控因子。
那麼，這個過程是如何發生的呢？
進一步研究發現，“OsWRKY72”通過增強油菜素內酯信號，完成對葉片夾角的調控。這是一個複雜的過程。首先，“OsWRKY72”與激酶“OsMAPK6”發生相互作用並被其磷酸化。磷酸化作用下，“OsWRKY72”可以激活“OsBRI1”基因的表達，從而增強油菜素內酯信號的活性。在“OsWRKY72”的作用下，水稻葉枕內側細胞長度顯著增加，導致葉枕不對稱生長，引起葉片夾角變化。
“這一研究提出了一個新的調控水稻葉夾角的模塊，即‘OsMAPK6-OsWRKY72-OsBRI1’確認了‘OsWRKY72’作為葉片夾角調控的關鍵因子，從分子水平上為水稻株型調控提供了新的視角。”張建福&&，通過調控“OsWRKY72”及其相關信號通路，研究人員可開發出光合作用效率更高、種植密度更優的水稻品種，從而進一步提升糧食産量。此外，這項研究進一步強調了油菜素內酯信號通路在植物生長髮育中的重要作用，為作物遺傳改良提供了新的分子靶標。（記者 張輝 通訊員 胡海明）