成果简介：

籼粳亚种间强大杂种优势的有效利用，可实现水稻单产再次飞跃。但是，籼粳交杂种普遍存在株高超高等问题，使其利用受到极大限制。利用部分显性矮杆基因可有效解决该问题。另外，水稻分蘖（枝）和株高不仅是水稻株型的重要组成部分，也是杂种产量形成的决定因素。已研究表明，独脚金内酯（Strigolactone）对植物分枝（蘖）的生长发育起着至关重要调控作用，对其合成途径已有大量研究，但对其信号途径却知之甚少。本研究利用一个部分显性水稻矮化多分蘖突变体dwarf 53 (d53)，发现它对独脚金内酯不敏感。通过精细定位和图位克隆，获得D53基因，编码一个新的在结构上与I类Clp ATPase类似的核蛋白。分析发现，在独脚金内酯存在条件下D53蛋白可与两个已知独脚金内酯信号分子D14、D3互作，形成D53–D14–SCFD3蛋白复合体，D53蛋白被泛素化，进而特异地被蛋白酶体系统降解，从而诱导下游目标基因的表达。该研究结果首次在遗传和生化层面上证实了D53蛋白作为独脚金内酯信号途径的抑制子参与调控植物分枝（蘖）生长发育，具有重要科学意义。不仅为水稻株型改良提供重要理论基础，也为籼粳交杂种优势利用提供有用的基因和材料。该结果以Article Research 形式在2013年12月26日（Nature）上正式发表“D14–SCFD3-dependent degradation of D53 regulates strigolactone signaling”(2013, 504:406-410)。

主持人及主要完成人简介：

万建民，南京农业大学“长江学者奖励计划”特聘教授、博士生导师。1985 年南京农业大学硕士毕业后留校任教；1991年赴日留学，1995年获日本京都大学遗传学博士学位；1996 年京都大学JSPS博士后；1997年就职于日本农林水产省农业研究中心，历任研究员和主任研究员；1999年3月被教育部聘为首届“长江学者奖励计划”特聘教授，就职南京农业大学，历任生命科学和技术学院院长，农学院院长；2003年至今于中国农业科学院作物科学研究所兼任所长。主持项目总体设计与实施，为项目的责任贡献者。

其他完成人有南京农业大学周峰博士、朱立宏教授、任玉龙博士、周坤能博士、高赫博士、江玲教授、刘喜博士，中国农业科学院作物科学研究所林启冰副研究员、吴赴清副研究员、董薇博士、甘露博士、马炜炜博士、陈隽博士、杨超博士、王丹博士、谭俊杰博士、张欣研究员、郭秀萍副研究员、王久林副研究员、程治军研究员、王洁副研究员、雷财林研究员、翟虎渠教授、吴传银研究员、王海洋研究员等。

其中，周峰、朱立宏、刘喜、程治军和翟虎渠等进行了遗传分析和D53的定位；林启冰、任玉龙、吴赴清等开展了蛋白互作的实验；张欣、郭秀萍和江玲等进行了遗传转化；吴传银、王久林、杨超、雷财林、王洁等构建了双突变体材料；周峰等进行了SLs的测定；周坤能、甘露等进行了蛋白降解实验；高赫、王丹等开展酵母双杂和qRT–PCR的鉴定；陈隽、董薇、谭俊杰、马炜炜等进行了表型的分析和模式图的构建；万建民、王海洋等进行了实验设计和实验指导，万建民、王海洋、周峰等进行了论文写作。