扬州大学刘巧泉团队揭示油菜素甾醇调控水稻直链淀粉合成的新机制

摘要：油菜素甾醇（BR）是一类重要的植物激素，在调控株型、穗型等与作物产量密切相关的农艺性状方面发挥着关键作用。例如，玉米中控制紧凑株型的两个主效QTL—UPA1/BRD1与UPA2/ZmRAVL1，分别参与BR的生物合成及其上游调控。ZmRAVL1通过正向调控BR

油菜素甾醇（BR）是一类重要的植物激素，在调控株型、穗型等与作物产量密切相关的农艺性状方面发挥着关键作用。例如，玉米中控制紧凑株型的两个主效QTL—UPA1/BRD1与UPA2/ZmRAVL1，分别参与BR的生物合成及其上游调控。ZmRAVL1通过正向调控BRD1的表达影响叶耳细胞增殖，其突变导致叶夹角减小、株型紧凑，进而提高产量。小麦中，r-e-z单倍型缺失品种因BR信号被抑制，表现出株型紧凑、茎秆粗壮、穗大粒重等优良性状，同时氮肥利用效率也显著提升。水稻中研究也表明，在次生分生组织中特异性激活BR分解代谢可促进穗分枝结构优化，而BR代谢基因BRD3的上调表达有助于簇生穗形成，从而增加产量。此外，FAD1-MYBR22-BRD3模块的发现进一步揭示了BR调控水稻穗型的转录机制。这些成果充分说明，精准调控BR代谢或信号转导是提高作物产量的有效策略，也使BR被誉为推动“下一次绿色革命”的关键激素之一。

尽管BR在调控作物产量方面已展现出巨大潜力，但其是否影响稻米品质及其具体机制尚不明确。随着消费需求不断升级，高产优质已成为水稻育种的重要目标。

2025年10月28日，扬州大学刘巧泉教授团队在Plant Physiology上在线发表了题为“The BZR1-SLRL2-Wx module drives brassinosteroid-mediated regulation of rice amylose biosynthesis”的研究论文，系统揭示了BR通过BZR1-SLRL2-Wx通路调控水稻直链淀粉合成、影响稻米品质的分子机制。

研究通过生理与遗传实验发现，抑制BR合成（如干扰D11/GNS4表达）或阻断BR信号（如突变BRI1受体或过表达GSK2激酶），均会显著降低胚乳中直链淀粉含量，影响稻米品质。进一步研究表明，BR信号通路的核心转录因子BZR1是调控直链淀粉合成的关键。尽管BZR1无法直接结合直链淀粉合成关键基因Wx的启动子，但其通过与胚乳中优势表达的转录因子SLRL2相互作用，间接激活Wx表达，从而调控直链淀粉的积累。该研究首次解析了BR-BRI1-GSK2-BZR1-SLRL2-Wx模块在水稻品质形成中的作用，不仅深化了对BR功能的认知，也为优质水稻品种的定向选育提供了新靶点与重要策略。