MiRNA-OsARF-OsIAA调控水稻根系发育分子机制的研究

水稻的根是根本，根多则穗多,穗多则产量高,水稻根系改良对提高单产具有重要作用。植物根系发育受Auxin信号和MiRNA的调控在双子叶直根系模式植物拟南芥分别已有部分报道,Auxin信号调控是通过早期生长素应答基因AUX/IAA与生长素反应因子（Auxin Response Factor，ARF）的互作进行。而ARF也是MiRNA的靶基因并为MiRNA所调控。与拟南芥不同，单子叶须根系植物水稻的根主要由侧根与不定根组成，调控须根系植物侧根与不定根发生的分子途径尚不清楚。本课题以调控水稻侧根与不定根发生关键基因Osiaa的突变体为基础，研究与其相关的OsARF、MiRNA及其下游基因，以期探明MiRNA-OsARF-OsIAA调控水稻侧根、不定根发生的机理。意义在于从分子水平上揭示水稻根系发生机制,为相关禾谷类作物的根系改良和根型塑造提供理论依据,为高产、优质水稻品种培育奠定基础。

本项目以水稻生长素响应因子OsARF家族基因OsARF12,OsARF16, OsARF25的超表达和敲出突变体为材料，研究了这些基因对水稻根系发育的调控作用。通过分子生物学、植物生理学、生物化学、细胞生物学及遗传学方法发现了MiRNA167-OsARF12/25 途径对水稻根系发育有着重要的调控作用；发现了OsARF12, OsARF16 和OsARF25对生长素转运及磷铁吸收的调节关系。意义在于从分子水平上揭示水稻根系发生机制,为相关禾谷类作物的根系改良和根型塑造提供理论依据,为高产、优质水稻品种培育奠定基础。该项研究有两篇被发表在国际知名期刊New Phytologist,一篇发表在Plant cell & environment,并获得了较高的引用。