DLT及其互作蛋白调控水稻油菜素内酯信号传导的机制

油菜素内酯（BR）是一类重要的植物生长激素。双子叶模式植物中的研究表明，BR的信号传导主要是通过蛋白互作及磷酸化修饰来完成，然而在诸如水稻等单子叶植物中，BR信号传导的研究还很少，相关的蛋白质水平的研究更是空白。DLT是我们从水稻中分离鉴定的一个BR信号传导的重要组分，其蛋白结构及功能均暗示它可能通过与其它蛋白互作并受磷酸化修饰来调控水稻BR信号的传导，但目前该通路仍缺乏深入研究。我们利用酵母双杂交技术筛选到两个与DLT互作的蛋白，DIP1和DIP2，初步研究表明，DIP1可通过对DLT直接磷酸化修饰传递BR信号，而DIP2是通过与DLT互作调控小RNA表达水平从而介导BR反应。本项目拟在此基础上，深入研究DLT及其互作蛋白调控BR信号传导的分子遗传机制，鉴定BR信号传导途径中新的关键组分，并阐明小RNA在BR信号传导中的调控作用，最终完善水稻BR信号传导网络。

油菜素内酯（Brassinosteroid，简称BR）调控着水稻诸多重要的农艺性状或生理过程，DLT是项目组之前克隆的介导BR反应的正调控子，但其调控机制并不清楚。本项目通过对两个已筛选到的DLT相互作用蛋白进行深入研究，以阐明DLT介导BR反应的分子机制。结果发现，第一个互作蛋白DIP1为GSK3类激酶，命名为GSK2，作为BR信号核心的负调控子可直接对DLT磷酸化抑制BR反应，而另一个DIP2可通过直接与DLT相互作用拮抗其转录活性，介导BR反应及对盐胁迫的应答反应。进一步通过对GSK2-DLT作用的深入研究，我们系统阐明了BR通过信号通路调节另一重要激素赤霉素（Gibberellin，简称GA）的水平来调控细胞大小的分子基础，并系统构建了BR调控株型的下游调控网络，而且克隆了GSK2其它作用底物如GL2，并发现GL2介导BR对水稻种子大小的特异调控。在本项目的研究基础上，我们提出GSK3类激酶利用多个底物来介导BR下游广泛特异反应的机制，在水稻和拟南芥中得到大量证实。另一方面，我们关于BR-GA互作的研究结果发表后随后在拟南芥中也报道了同样的结果。