2021年3月19日，四川农业大学孙昌辉/邓晓建团队与我们合作在Plant Biotechnology Journal杂志在线发表了题为“Dual function of clock component OsLHY sets critical day length for photoperiodic flowering in rice”的研究论文。

开花是植物从营养生长到生殖生长的转换过程，是植物最重要的生命进程之一。生物钟作为一种内在的时钟设定机制，使植物可以精准感受和预测日长变化（光周期）（图1）作为可靠的季节线索，以在适宜的时间诱导开花。在水稻开花调控途径中，生物钟与光周期之间的调控关系仍有待探明。

图1 海南陵水和成都两地日照长度变化曲线

我们发现，在水稻开花期调控途径中，生物钟基因OsLHY根据日长不同而具有正负双重功能，并通过OsGI-Hd1途径精准调控抽穗期日长临界点（导致OsLHY功能发生正负转换的日长点（11~12h之间）叫做日长临界点(critical day length, CDL））(图2)。

图2 OsLHY具有双重功能

孙昌辉博士从一个晚抽穗突变体入手，通过MutMap方法克隆了突变基因，发现突变基因编码拟南芥生物钟核心元件LHY的同源基因OsLHY。通过包括遗传互补、RNAi和CRISPR/Cas9基因编辑等技术验证了该基因的功能。转录组和定量分析表明，OsLHY也是水稻生物钟核心组件。有意思的是，oslhy突变体在≥12h日长条件下晚花，而在≤11 h日长条件下早花（图3）。

图3 OsLHY精准调控水稻抽穗期的日长临界点

qRT-PCR结果显示，OsLHY可能通过OsGI-Hd1途径调控抽穗期。酵母双杂、体外DAP-qPCR和EMSA等试验表明，OsLHY蛋白可以直接结合OsGI启动子上的CBS元件。遗传分析显示，OsLHY在oslhy osgi双突变体中仍具有双重功能，但CDL延长到了13.5小时，说明OsLHY对CDL的设定依赖于OsGI；oslhy hd1双突变体在11.5h、13.5h和14h的日长条件下均表现出与hd1相同的抽穗期，暗示了OsLHY双重功能完全依赖于Hd1。该研究阐明了生物钟与光周期之间一种新的调节机制，为培育广适性水稻品种提供了理论支撑。

早在2012年，孙昌辉博士就揭示了水稻组蛋白甲基化转移酶SDG724调控水稻生育期的分子机制(Plant Cell, 2012)。通过遗传诱变筛选SDG724在抽穗期途径的互作基因发现，OsLHY与SDG724对抽穗期具有加性效应，二者调控信号汇集于Ehd1，最终影响抽穗期。

该项目得到了国家自然科学基金等项目的资助。

课题组发表开花调控相关文章：

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