近日，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、水稻研究所李雙成/鄒挺團(tuán)隊(duì)在The Plant Cell期刊上發(fā)表題為“The SDR1-OsDSK2a-EUI1 Module Orchestrates Plant Height and Multi-Stress Resilience in Rice”的研究成果。四川農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2023級(jí)在讀博士生李龔文和水稻所青年教師鄒挺為該論文共同第一作者，國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李雙成教授為通訊作者。

該研究利用化學(xué)誘變結(jié)合MutMap技術(shù)，在高產(chǎn)、高配秈稻恢復(fù)系600R（sd1背景）中鑒定了一個(gè)新的半矮稈基因SDR1（SEMI-DWARF RICE 1）。該基因編碼一個(gè)具有活性的RING-H2型E3泛素連接酶，且在水稻莖節(jié)間組織中特異性高表達(dá)。分子機(jī)制研究顯示，SDR1可通過(guò)互作直接靶向GA失活關(guān)鍵酶EUI1，并介導(dǎo)其基于泛素-蛋白酶體途徑的降解，進(jìn)而通過(guò)精細(xì)調(diào)控水稻體內(nèi)GA穩(wěn)態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)株高的控制。研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，SDR1可與類泛素-泛素結(jié)合結(jié)構(gòu)域蛋白(UBL-UBA) OsDSK2a形成復(fù)合物，二者協(xié)同作用，促進(jìn)EUI1的蛋白酶體降解過(guò)程，研究因此構(gòu)建了三者的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

值得關(guān)注的是，SDR1突變后，水稻內(nèi)源GA含量顯著降低，植株表現(xiàn)半矮化，抗倒伏能力顯著增強(qiáng)；同時(shí)，突變體的耐鹽性（苗期、全生育期）與抗病性（白葉枯病、稻瘟?。┚玫斤@著增加，實(shí)現(xiàn)了“矮化抗倒”與“多重抗逆”的協(xié)同提升。系統(tǒng)的遺傳和生化證據(jù)進(jìn)一步證實(shí)，SDR1可部分依賴EUI1調(diào)控株高，而SDR1與OsDSK2a在莖稈生長(zhǎng)、脅迫耐受等多個(gè)性狀上體現(xiàn)出明顯的加性協(xié)同作用，為相關(guān)性狀改良提供了多樣化思路參考。更為重要的是，多年的田間試驗(yàn)表明，在粳稻品種中花11中失活SDR1，導(dǎo)致植株在高密、高肥栽培條件下的抗倒伏能力顯著增強(qiáng)，且籽粒產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)了同步提升（最高增幅達(dá)20%），表明該基因具有重要的育種應(yīng)用價(jià)值。

SDR1調(diào)控水稻株型、抗倒性及脅迫耐受性的分子機(jī)制