来自中科院上海生命科学研究院植生生态所植物分子遗传国家重点实验室的研究人员通过一系列体内染色和体外生化实验，获得了水稻株高发育的调控研究新进展，这一研究成果公布在植物科学研究权威期刊Plant Cell上。

　　领导这一研究的是植物分子遗传国家重点实验室何祖华研究员，其早年毕业于浙江大学，2000年获中国科学院引进国外人才计划资助回国，曾获得国家杰出青年基金，任中国科学院上海植物生理生态研究所植物分子遗传国家重点实验室研究员，博导。

　　水稻株高是控制水稻产量的重要农艺性状，主要由水稻节间的伸长调节。水稻最上节间的伸长可以促进幼穗的抽出，进而开花、授粉和灌浆。因此，最上节间的发育是影响水稻产量的重要节点。

　　何祖华研究组继克隆和功能分析了水稻长节间基因ELONGATED UPPERMOST INTERNODE (Eui)后（Zhu et al., 2006, Plant Cell），一直致力于水稻节间发育的研究，成功克隆了BENT UPPERMOST INTERNODE1 (BUI1)基因并系统阐述了BUI1蛋白的生理和生化功能。

　　BUI1编码一个植物特异的Class II formin蛋白，调控细胞微丝骨架（actin cytoskeleton）的装配和动态变化。微丝骨架是细胞形态和多种生理过程的基础。BUI1的突变导致细胞中F-actin含量降低，actin bundles数目减少，细胞的伸长和极性扩展受到抑制，进而影响了bui1突变体植株的节间发育，表现为最上节间严重缩短，呈弯曲生长。通过与中科院植物所黄善金研究员课题组合作，他们系统分析了BUI1的生化功能，证明BUI1参与了微丝骨架装配的各个过程，并呈现其特有的调控性能。

　　该研究通过一系列体内染色和体外生化实验，证明Class II 成员BUI1是微丝骨架的重要调控因子，在高等植物微丝骨架装配和生长发育中发挥重要的作用。该研究同时为水稻株高发育调节提供了一个新的研究方向。

　　原文摘要：

　　BENT UPPERMOST INTERNODE1 Encodes the Class II Formin FH5 Crucial for Actin Organization and Rice Development.

　　The actin cytoskeleton is an important regulator of cell expansion and morphogenesis in plants. However, the molecular mechanisms linking the actin cytoskeleton to these processes remain largely unknown. Here, we report the functional analysis of rice (Oryza sativa) FH5/BENT UPPERMOST INTERNODE1 (BUI1), which encodes a formin-type actin nucleation factor and affects cell expansion and plant morphogenesis in rice. The bui1 mutant displayed pleiotropic phenotypes, including bent uppermost internode, dwarfism, wavy panicle rachis, and enhanced gravitropic response. Cytological observation indicated that the growth defects of bui1 were caused mainly by inhibition of cell expansion. Map-based cloning revealed that BUI1 encodes the class II formin FH5. FH5 contains a phosphatase tensin-like domain at its amino terminus and two highly conserved formin-homology domains, FH1 and FH2. In vitro biochemical analyses indicated that FH5 is capable of nucleating actin assembly from free or profilin-bound monomeric actin. FH5 also interacts with the barbed end of actin filaments and prevents the addition and loss of actin subunits from the same end. Interestingly, the FH2 domain of FH5 could bundle actin filaments directly and stabilize actin filaments in vitro. Consistent with these in vitro biochemical activities of FH5/BUI1, the amount of filamentous actin decreased, and the longitudinal actin cables almost disappeared in bui1 cells. The FH2 or FH1FH2 domains of FH5 could also bind to and bundle microtubules in vitro. Thus, our study identified a rice formin protein that regulates de novo actin nucleation and spatial organization of the actin filaments, which are important for proper cell expansion and rice morphogenesis.

　　作者简介：

　　何祖华

　　研究方向 植物抗病抗逆信号转导、功能基因和信号途径互作

　　研究工作 本实验室的研究方向为：植物抗病抗逆信号转导、功能基因和信号途径互作。

　　Lab Web: http://sippe.ac.cn/zuhuahe/

　　个人简介

　　1993-1996 浙江大学（原浙江农业大学）生物技术研究所植物分子生物学和植物病理学博士，副教授

　　1997-1998 美国加州Salk研究所植物细胞和分子生物学实验室博士后

　　1999-2000 加大Davis分校植物病理系博士后

　　2000，12－至今 获中国科学院引进国外人才计划资助，国家杰出青年基金获得者。任中国科学院上海植物生理生态研究所植物分子遗传国家重点实验室研究员，博导。

　　兼科技部中-韩生命科学合作中心主任（2001－2006），中国植物生理学会秘书长,上海市植物生理学会常务副理事长等职。

　　研究模式植物（水稻和拟南芥）抗病调控基因的克隆与信号转导；研究水稻对稻瘟病白叶枯病的抗病信号途径；植物抗病反应（主要SA途径）与抗逆（主要ABA途径）信号的cross-talk；植物抗病反应（SA途径）与发育（GA和auxin）信号的cross-talk；水稻重要农艺性状功能基因组学；植物新的GA途径与性状发育的调控。并致力于广谱抗病和高产水稻资源的创造，重点是聚合超高产新性状，在高产品种的模型上，通过转基因或分子辅助育种改良抗稻瘟病和白叶枯病等。研究主要涉及分子遗传、细胞和生物化学与生物信息学。