南京农业大学沈振国／郑录庆团队揭示维持水稻铁稳态的调控新机制

　　铁（Fe）是植物生长和发育所必需的微量元素之一。铁缺乏或过量都会直接影响作物的产量和品质。同时，铁也是维持人类健康所必需的营养元素，全球近10亿人口受缺铁性贫血的影响。因此研究维持植物铁稳态的调控机制具有重要意义。虽然关于水稻铁吸收转运及其调控机制的研究已经取得很大的进展，但水稻负调控铁吸收转运的分子机制仍不清楚。

　　近日，南京农业大学沈振国/郑录庆团队在New Phytologist 杂志在线发表题为OsbHLH061 links TOPLESS/TOPLESS-RELATED Repressor Proteins with POSITIVE REGULATOR OF IRON HOMEOSTASIS 1 to Maintain Iron Homeostasis in Rice 的研究论文，报道了转录因子OsbHLH061 通过与水稻铁稳态关键正调控因子OsPRI1相互作用并招募转录抑制辅助因子OsTPL/TPRs来抑制关键下游基因OsIRO2和OsIRO3的转录，从而抑制铁在水稻地上部的积累。

　　该课题组在先前的研究中发现编码bHLH转录因子基因OsIRO3是水稻应对缺铁响应的关键基因【1】。在这项研究中，该课题组以水稻铁稳态关键正调控因子OsPRI1【2】为诱饵筛选到一个OsIRO3的同源蛋白OsbHLH061。研究发现OsbHLH061的基因表达和蛋白含量与外界铁供应浓度成反比，该基因突变造成铁充足条件下OsIRO2和OsIRO3等铁稳态相关基因的表达和地上部的铁含量显著上升，而过表达则呈现相反的趋势。进一步研究发现OsbHLH061可通过其C端的EAR基序招募转录抑制辅助因子OsTPL/TPRs。双荧光素酶报告实验和遗传材料分析证实OsbHLH061位于OsPRI1的上游，其EAR基序对于OsbHLH061的转录抑制活性是必需的。

　　以上结果揭示了OsbHLH061负调控水稻铁稳态的分子机制，完善了水稻铁稳态调控网络，为铁强化作物的培育提供了理论基础。有意思的是，最近拟南芥中也报道了类似的基于TPL/TPR的转录抑制因子参与的铁信号负调控机制【3】，表明这一机制在植物铁信号负调控中是保守的。

　　南京农业大学生命科学学院博士后王武建为论文的第一作者，郑录庆教授为该论文的通讯作者，团队沈振国教授、澳大利亚拉筹伯大学James Whelan、美国密歇根大学Hatem Rouached对该研究提供了指导，硕士生叶俊、徐珩、刘茜、付月和张辉参与了该项研究。本研究得到国家自然科学基金和国家重点研发专项等的资助。

　　参考文献

　　1. Wang W, Ye J, Ma Y, Wang T, Shou H, Zheng L (2020) OsIRO3 Plays an Essential Role in Iron Deficiency Responses and Regulates Iron Homeostasis in Rice. Plants 9: 1095.

　　2. Zhang H, Li Y, Yao X, Liang G, Yu D (2017) POSITIVE REGULATOR OF IRON HOMEOSTASIS1, OsPRI1, Facilitates Iron Homeostasis. Plant Physiology 175: 543-554.

　　3. Li Y, Lei R, Pu M, Cai Y, Lu C, Li Z, Liang G (2022) bHLH11 inhibits bHLH IVc proteins by recruiting the TOPLESS/TOPLESS-RELATED corepressors. Plant Physiology 188: 1335-1349.

　　论文链接：

　　https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.18096

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