摘要：2025年11月13日，南京农业大学水稻栽培团队在PLANT PHYSIOLOGY上发表了题为“OsGRF11 regulates cell division and elongation by interacting with GF14e and affec

2025年11月13日，南京农业大学水稻栽培团队在PLANT PHYSIOLOGY上发表了题为“OsGRF11 regulates cell division and elongation by interacting with GF14e and affecting gibberellin signaling”的研究论文，揭示了 OsGRF11 基因调控水稻株高的全新机制。作为 GRF 基因家族中唯一不受 miR396 调控的 “特殊成员”，OsGRF11 通过串联赤霉素信号通路的核心蛋白，同步调控细胞分裂与伸长。

研究背景

上世纪 “绿色革命” 通过培育半矮化水稻品种，有效解决了高秆品种易倒伏的问题，实现了产量的跨越式提升。这些半矮化品种的核心是赤霉素合成或信号传导相关基因的突变，可见赤霉素通路在株高调控中的核心地位。

GRF 家族基因多参与水稻生长发育，但多数成员受 miR396 调控，而 OsGRF11 独树一帜 —— 它没有 miR396 的结合位点，相当于家族里 “不受约束” 的特殊存在，其独特功能一直是研究盲区。

研究内容

OsGRF11是调控水稻株高的关键因子：团队用 CRISPR/Cas9 技术敲除了 GRF 家族 9 个成员，结果出人意料：只有 osgrf11突变体表现出明显的半矮化表型，且在不同水稻品种中都稳定存在（图 1）。对比野生型，突变体不仅株高降低 20% 以上，节间数量从 5 个减为 4 个，节间的长度和直径也显著缩减。通过互补实验，将正常 OsGRF11 基因导入突变体后，水稻株高可完全恢复至野生型水平，证实了 OsGRF11 对水稻株高的决定性作用。

图1 OsGRFs序列分析、表达模式与突变体表型

双重调控，既管细胞分裂，又控细胞伸长：在水稻茎秆的分化区，osgrf11 突变体的细胞长度显著缩短；而在伸长区和居间分生组织区域，细胞数量大幅减少。进一步研究发现，突变体中与细胞扩张相关的 OsEXPB2、OsXTH8 基因，以及参与细胞周期调控的 OsMCM2 等基因表达显著下调。这意味着 OsGRF11 是个 “全能调控者”，通过同步指挥细胞分裂和伸长两个过程，直接影响水稻茎秆发育。

作为关键纽带，串联起赤霉素信号传导通路：赤霉素是调控株高的 “核心激素”，而 OsGRF11 恰好卡在这条关键通路中。团队通过一系列实验发现：osgrf11 突变体对外源赤霉素的敏感性显著降低，部分赤霉素响应基因甚至 “无动于衷”，无法被赤霉素诱导激活，说明 OsGRF11 是赤霉素信号传导的 “关键环节”。

OsGRF11与赤霉素信号组分形成复杂的蛋白互作网络：团队通过免疫共沉淀 - 质谱（IP-MS）、双分子荧光互补（BiFC）等技术，证实 OsGRF11 能与 14-3-3 家族蛋白 GF14e 直接相互作用。而 GF14e 已被证实参与赤霉素代谢调控，其突变体同样表现出矮化表型。

图2 OsGRF11、SLR1与GF14e之间的蛋白质互作关系

更重要的是，OsGRF11-GF14e 复合物还能与赤霉素信号通路的核心组分——抑制因子SLR1（DELLA 蛋白）和泛素连接酶 GID2形成三元或四元复合物。有趣的是，GID2基因恰好位于GF14e的第一个内含子中，两者表达模式高度协同，进一步凸显了这一调控网络的精密性。

图3 GF14e与GID2间的互作关系

该研究揭示了 OsGRF11 作为非 miR396 调控的独特 GRF 成员，它通过搭建 GF14e、SLR1、GID2 的互作网络，精准调控下游细胞分裂和伸长相关基因，为水稻株高建成提供了全新的分子模型。

作者团队

南京农业大学农学院丁艳锋教授、丁承强教授领衔指导该项研究，由博士研究生徐睿含完成主要实验工作，博士研究生安建宇、汪艺洁、石希安、孟亚依，硕士研究生赵雪彬、李洁如、钟天慧，以及毕业博士生戎晨煜、常忠原参与本项研究工作。研究由国家重点研发计划（2024YFD2301500）支持。

原文链接：

https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiaf587/8322305?searchresult=1&login=true

来源：西梅汁呼呼