aBIOTECH | 袁政团队解析OsSPL-SNB复合体抑制水稻分蘖调控生殖转换的分子机制

植株株型结构直接决定作物产量。在营养生长向生殖生长转换期间，分蘖及苞叶等营养器官的发育逐渐受到抑制，与此同时，花序分枝的起始被激活，形成高度分支的花序（穗）结构，最终决定种子数量和产量。miR156-SPL-miR172-AP2构成的年龄通路在生殖转换调控中发挥关键作用，但SPL及其下游年龄信号因子如何介导营养分枝向生殖分枝的转变，目前尚不明确。

近日，上海交通大学生命科学技术学院袁政教授团队在aBIOTECH 发表了题为“The OsSPL–SNB complex orchestrates the reproductive transition through tillering suppression in rice”的研究论文。该研究揭示OsSPL12与OsSPL13协同AP2转录因子SNB，在抑制分蘖的同时促进穗分枝。SNB与OsSPL12/13形成复合物，增强对穗分枝调控基因NL1与PLA1的转录激活。该工作拓展了SPL调控网络认知，阐明年龄信号在生殖转换中调控分枝属性与活性的分子基础。

前期研究表明，OsSPL7/14/17在营养和生殖分枝协调中发挥重要作用；然而miR156过量表达株系较spl7/14/17三突变体呈现更显著的营养分枝激活与生殖分枝削减，提示其他SPL成员存在功能冗余。为解析同源SPL在分枝转换中的功能，作者选取邻近进化支中同为miR156靶标且在穗部高表达的OsSPL12与OsSPL13开展研究。结果显示，与已报道的spl7/14/17突变体不同，cr-spl12/13双突变体未出现苞片过度生长，而呈现高位分蘖的部分去抑制（图1A-B），并伴随穗分枝减少（图1C-D），表明OsSPL12/13抑制营养分枝而促进穗分枝。为探究OsSPL与其年龄途径下游基因SNB在分枝调控中的关联，作者进一步获得了snb单突变体及spl12 spl13 snb三突变体，后者呈现广泛异位营养分蘖（图1A-B），且穗部分枝减少程度加重（图1C-D），显示SNB与OsSPL12/13协同调控水稻分枝模式的转换。

该研究进一步借助蛋白质互作与生化分析表明，OsSPL12/13与SNB形成蛋白复合物，协同调控基因表达及分枝转换。酵母双杂交及免疫共沉淀实验证实SNB与OsSPL12、OsSPL13均存在相互作用（图2A-B）；双荧光素酶报告检测显示，SNB-OsSPL12/13组合可显著增强OsSPL12/13对靶基因的转录激活活性（图2C-E），尤以OsSPL12与SNB共表达时效果最为突出。NL1与PLA1已被鉴定为SPL下游直接靶标，参与苞叶抑制并促进穗分枝，其在cr-spl12 spl13 snb三突变体穗中的转录水平显著下调（图2F-G），提示SNB与OsSPL12/13的协同互作对于下游基因激活及营养分枝的有效抑制不可或缺。

生殖转换期间，营养器官发育受限，资源向穗部再分配。SPL已被鉴定为苞片抑制及穗分枝调控的关键因子，但其调控分枝转换的机制尚不清楚。该研究显示，OsSPL12与OsSPL13作为分枝调控因子，与年龄途径组分SNB互作；OsSPL-SNB复合体增强OsSPL的转录激活活性，协同抑制营养分枝，从而促进生殖阶段的穗分枝（图2H）。作者推测，OsSPL12/13-SNB的协同互作模式可能代表营养-生殖转换的过渡态，年龄途径上下游基因以复合体形式调控表达，确保营养生长逐步终止与生殖发育有序启动，避免发育转换的时序异常。

该研究获国家自然科学基金（32470351）、国家重点研发计划（2022YFD1200102）、上海市农业科技创新项目（T2023103）及中德合作项目（M-0141）资助。上海交通大学生命科学技术学院博士生范均怡为第一作者，袁政教授为通讯作者，陈圣博博士、张姣副教授及赵祥祥教授参与该研究。

引用本文：

Fan J, Chen S, Zhang J, Zhao X, Yuan Z. The OsSPL–SNB complex orchestrates the reproductive transition through tillering suppression in rice. aBIOTECH 2026:100077.

https://doi.org/10.1016/j.abiote.2026.100077

aBIOTECH已于2026年1月正式转至Elsevier以金色OA模式出版，最新投稿地址：

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