При участии ученых ИФР РАН впервые описан регуляторный модуль OsHK4–OsRR21–IPA1/WFP

25 ноября 2023

9 октября 2023 г. в журнале The Plant Cell опубликована исследовательская статья «The cytokinin receptor OHK4/OsHK4 regulates inflorescence architecture in rice via an IDEAL PLANT ARCHITECTURE1/WEALTHY FARMER’S PANICLE-mediated positive feedback circuit» с участием научных сотрудников Лаборатории сигнальных систем контроля онтогенеза им. академика М.Х. Чайлахяна: главного научного сотрудника доктора наук, заведующего лабораторией Романова Георгия Александровича, ведущего научного сотрудника доктора наук Ломина Сергея Николаевича, старшего научного сотрудника кандидата наук Савельевой Екатерины Михайловны и старшего научного сотрудника кандидата наук Архипова Дмитрия Владимировича.

Учеными впервые описан регуляторный модуль OsHK4—OsRR21—IPA1/WFP, что дало важную информацию о роли передачи сигналов ЦK в регуляции архитектуры соцветий риса.

В работе изучена мутация риса pal1, при которой уменьшается размер соцветия из-за снижения активности меристем. Установлено, что мутация затрагивает один из рецепторов ЦК, OsHK4. Делеция двух аминокислот в длинной α-спирали сенсорного модуля OsHK4 лишила её жесткости, что нарушило лигандсвязывающую способность рецептора и передачу сигналов ЦK в клеточное ядро, которая в норме происходит через белок-регулятор ответа типа B OsRR21. При этом было обнаружено, что ген IPA1/WFP, кодирующий положительный регулятор развития меристемы соцветия, напрямую активируется OsRR21. Кроме того, оказалось, что IPA1/WFP в свою очередь напрямую связывается с промотором гена рецептора OsHK4 и усиливает его экспрессию, замыкая цепочку положительной обратной связи.

Архитектура и размер соцветия важны для урожая зерна риса (Oryza sativa). Ранее было показано, что фитогормон цитокинин (ЦK) регулирует развитие соцветий риса, однако механизм, опосредованный действием ЦК, до сих пор неясен.