近年来由于全球气候变暖，异常高温天气频繁出现，严重影响作物生产和产量。水稻花序（穗）和花（小穗）发育的关键时期正是夏季异常高温频发的时间，这个阶段遭遇高温胁迫会使水稻穗枝梗数目和小穗数目下降，导致产量下降甚至绝收。但是，环境温度影响水稻穗和小穗发育的遗传和分子机制尚不清楚。

近日，团队张鹏博士在New Phytologist在线发表了题为“THERMO-SENSITIVE BARREN PANICLE (TAP) is required for rice panicle and spikelet development at high ambient temperature”的研究论文，报道了转座酶衍生转录因子TAP介导高温信号调控水稻穗和小穗发育的机制。

TAP是水稻FAR1-RELATED SEQUENCE (FRS)家族的成员，是一类由转座酶衍生的转录因子蛋白，这类蛋白被认为与植物演化过程中环境适应性的产生有关。在拟南芥中，FRS家族成员FAR1和FHY3在光信号传导中起到重要的调控作用。该研究发现，水稻中TAP的表达和蛋白丰度受温度上升诱导。TAP功能缺失突变体表现为对亚高温（高于最适温度但又不会抑制植物生长的温度范围）和高温敏感，亚高温条件下穗的二次枝梗和小穗数目减少、小穗发育异常；高温导致光穗表型，小穗产生受到严重抑制。转录组分析表明，TAP在维持高温下水稻穗和小穗发育相关基因的稳定表达中起到重要作用。

进一步研究发现，TAP直接调控了水稻穗和小穗发育关键调节因子TOB类OsYABBY基因的表达，并且进一步与OsYABBY4、OsYABBY5形成蛋白复合体。与tap突变体类似，osyabby4和osyabby5突变体的表型也受到环境温度影响。以上结果表明，温度升高诱导TAP的表达，TAP通过稳定TOB类OsYABBY基因的表达并与OsYABBY4/5形成蛋白复合体，共同调控水稻花序和小穗的正常发育。

亚高温条件下TAP调控水稻穗和小穗发育的分子机制

综上，该研究揭示了一个转座酶衍生的转录因子蛋白在水稻温度响应和发育调控中的重要作用及机制，为进一步阐明水稻对环境温度变化适应性的分子机制，提高水稻生殖期的高温耐受性具有重要意义。

梁婉琪研究员为本论文通讯作者，张鹏博士为论文第一作者。该研究获得国家自然科学基金等项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1111/nph.18551