1. Tranional Activation and Phosphorylation of OsCNGC9 ConferEnhanced Chilling Tolerance in Rice（Mol. Plant. 14,2021,315–329.），系统阐释了钙通道蛋白OsCNGC9调控水稻对低温响应和耐受的分子机制。该研究建立了一条从低温信号感知到钙离子通道激活的低温信号转导途径，填补了植物低温信号转导途径中缺失的重要一环，为利用OsCNGC9进行水稻抗逆遗传改良提供了理论依据。

 

低温是限制植物生长和产量的主要环境因素。尽管长期以来人们一直认为细胞质钙的瞬时升高是植物耐寒性的关键信号，但造成该过程的钙通道仍然难以捉摸。在这里报道了，一个环状核苷酸门控通道（OsCNGC9）通过介导水稻的细胞质钙升高积极调节耐寒性。实验结果表明，OsCNGC9丧失功能的突变体在冷诱导的钙内流中有缺陷，并且对长时间的冷处理更敏感，而OsCNGC9的过表达赋予增强的耐寒性。从机理上讲，证明了响应寒冷胁迫，拟南芥OST1同源物OsSAPK8磷酸化并激活OsCNGC9触发Ca2 +流入。此外，还发现OsCNGC9的转录被水稻脱水响应元件结合转录因子OsDREB1A激活。综上结果表明OsCNGC9通过调节冷诱导的钙内流和细胞质钙的升高来增强水稻的耐冷性。

 

OsCNGC9在冷胁迫信号传导中的作用的假设工作模型

 

OsSAPK8是拟南芥OST1的同源物，在正常温度条件下是无活性的，并且OsCNGC9的通道活性相对较低，无法维持静止的[Ca2 +] cyt水平。为应对冷胁迫，OsSAPK8磷酸化并激活OsCNGC9，触发Ca2 +流入并激活与冷胁迫相关的基因（例如CPK和OsDREB1A）。 OsDREB1A通过直接结合OsCNGC9启动子中的DRE-box基序，进而促进OsCNGC9转录。因此，OsSAPK8介导的OsCNGC9磷酸化和OsDREB1A介导的OsCNGC9表达形成潜在的正反馈回路，从而导致OsCNGC9介导的Ca2 +内流和水稻耐冷性增强。 “ OsCNGC9 /？”代表含有OsCNGC9的潜在同聚和/或异聚四聚体。

 

分裂荧光素酶互补测定法显示烟草叶片中OsCNGC9和OsSAPK8之间的相互作用。 GW5为阴性对照，OsRLCK185为阳性对照。

 

在Nipponbare和OsSAPK8-KO水稻中，在低温胁迫下OsCNGC9-C的体内磷酸化测定。在提取蛋白质之前，对表达OsCNGC9-C-FLAG的Nipponbare和OsSAPK8-KO先用或者不用低温压力处理5min，然后提前蛋白。产生移位的磷酸化条带的相对强度。加号（+）和减号（-）表示每个样品中蛋白质的存在与否。

 

Nipponbare和OsSAPK8基因敲除突变植物的耐冷性表型。将幼苗在4 ℃下孵育指定的天数，然后转移回正常温度恢复7天。 DAC，冷治疗后的几天。

 

 

**南京农业大学 王家昌博士、中国农业科学院作物科学研究所 任玉龙研究员和南京农业大学 刘喜副研究员为该论文的共同第一作者， 万建民院士为该论文的通讯作者。

 

1. DHD4, ACONSTANS-like Family Transcription Factor, Delays Heading Date throughAffecting the Formation of FAC Complex in Rice （MolecularPlant, Volume 14, Issue 2, 1 February 2021, Pages 330-343）。该研究揭示了水稻抽穗期调控的新机制，对指导水稻抽穗期精细调控的分子育种和生产实践具有重要意义。

 

抽穗期是水稻最重要的农艺性状之一，影响其区域适应性和作物产量。已经确定了许多水稻抽穗期的主要影响基因，但实际上，由于它们对抽穗期的巨大影响很难用于水稻分子育种。对抽穗期有较小影响的基因的报道很少，这些基因对于微调开花时间而不产生明显的产量损失更为理想。在这项研究中，确定了一个新的次要抽穗期抑制子，延迟抽穗期4（DHD4）。与在自然的长日条件下的野生型植物相比，dhd4突变体显示出稍早的开花表型，而没有明显的产量损失。 DHD4编码位于核内的CONSTANS样转录因子。分子，生化和遗传检测表明DHD4可以与14-3-3竞争与OsFD1相互作用，影响Hd3a-14-3-3-OsFD1三蛋白FAC复合物的形成，从而导致OsMADS14和OsMADS15的表达降低，并最终延迟开花。综上所述，这些结果为水稻开花时间的调控提供了新的思路，并为微调开花时间以提高水稻的区域适应性提供了有希望的目标。

 

（E）DHD4在调节水稻开花中的工作模型。在野生型（Nipponbare，左）中，DHD4与OsFD1发生物理相互作用，从而抑制FAC复合物的形成，导致OsMADS14和OsMADS15的表达减少，然后延迟开花。在DHD4突变体中（右），更多的OsFD1蛋白被释放并与GF14c-Hd3a相互作用形成FAC复合物，从而促进OsMADS14和OsMADS15的表达，从而提早开花。

 

萤光素酶互补成像（LCI）分析证实了OsFD1与DHD4相互作用，但与DHD4-C不相互作用。（烟草叶表皮细胞）

 

DHD4分别干扰OsFD1与GF14b，GF14c，GF14e和GF14f之间的相互作用。左：将报道基因和效应子的不同组合引入本塞姆氏烟草叶。右：所示组合的萤火虫荧光素酶荧光（LUC）信号的代表性照片，n =4。

 

 

 

**南京农业大学蔡茂红博士、中国农业科学院作物科学研究所朱杉杉副研究员和南京农业大学巫明明博士为本论文共同第一作者。中国农业科学院作物科学研究所万建民院士和朱杉杉副研究员为该论文通讯作者

 

注：

 

1. Molecular Plant是植物研究领域内影响因子（IF）排名世界第2的科学杂志，至2019年，IF=12.084.

 

2. 这两篇文献中均用到德国伯托公司植物活体影像系统NightShadeLB985作为植物活体内分子互作的研究手段。