油菜素内酯受体StBRI1促进马铃薯块茎发育分子机理研究取得重要进展

中心油菜分子设计育种团队与西北农林科技大学王晓峰教授团队合作在研究油菜素内酯受体StBRI1促进马铃薯块茎发育的分子机制研究方面取得重要进展，促进细胞发展和块茎发育，从而提高块茎产量。论文“Brassinosteroid Receptor StBRI1 Promotes Tuber Development by Enhancing Plasma Membrane H+-ATPase Activity in Potato”，近日在线发表于植物学顶尖研究期刊《The Plant Cell》（影响因子11.6）上，该研究揭示了BR信号通过StBRI1-PM H+-ATPase（PHA2）分子模块调控马铃薯块茎形成的分子机制。

中心副研究员黄淑华为并列第一作者，张彦锋研究员为共同作者，王晓峰教授为通讯作者，中心为并列第一作者单位。

植物激素油菜素内酯（BRs）广泛存在于各类植物组织中，其关键作用体现在调节细胞的扩展与分化过程以及种子形成等多个方面。BRI1是油菜素内酯（BRs）的核心受体，它不仅是植物激素信号转导过程中不可或缺的一环，更具备直接感知BRs并相应调节植物生长与发育的能力。目前关于BR信号如何调节PM H+-ATPase磷酸化水平的具体成分知之甚少，也缺乏足够的证据来证实BRI1是否通过磷酸化修饰精确调节PM H+-ATPase的活性。

该团队的最新研究发现，StBRI1通过与PM H+-ATPase PHA2的C末端相互作用，抑制PHA2 C端与PHA2中央环之间的分子内互作，减弱了PM H+-ATPase活性的自抑制，导致PHA2活性增加。进一步研究发现，活化的StBRI1通过磷酸化质子泵C末端的倒数第二个Thr-951残基抑制其内部分子间互作，导致质子泵被激活，促进了BR介导的细胞扩展和块茎发育，从而提高块茎产量。研究结果为通过基于细胞表面BR信号通路的策略来改善作物生长和增加产量奠定了理论基础。

该研究受到国家自然科学基金项目的资助。