ストリゴラクトンによるイネの乾燥耐性制御機構を解明(Researchers Decipher How Strigolactones Regulate Drought Resistance in Rice)

2026-10-20 中国科学院(CAS)

中国科学院遺伝・発生生物学研究所などの研究チームは、植物ホルモンのストリゴラクトン(SL)がイネの乾燥耐性を抑制する分子機構を解明した。短期間の乾燥ストレスを受けると、イネの根ではSLの合成が減少し、SLシグナルを抑えるタンパク質D53が蓄積する。D53は転写因子OsWRKY31の量を減少させ、さらにOsWRKY31が亜鉛フィンガータンパク質ZFP36の発現を抑えることで、活性酸素の除去能力が低下する。この一連の経路が、乾燥耐性を左右することが明らかになった。また、陸稲に多いOsWRKY31の遺伝子型は乾燥耐性と関連していた。研究チームはSL生合成経路の遺伝子編集にも取り組み、SL量を適度に低下させた系統では、乾燥条件下の籾収量が対照系統より36.7%増加した。通常条件でも対照を上回る収量を示した。本成果は、乾燥に強く、節水性と高収量を両立するイネの分子育種に向けた新たな標的を提示する。研究成果は学術誌 Molecular Plant に掲載された。

ストリゴラクトンによるイネの乾燥耐性制御機構を解明(Researchers Decipher How Strigolactones Regulate Drought Resistance in Rice)
Strigolactone pathway reduces drought resistance in both paddy and upland rice, which has significant implications for future breeding strategies. (Image by IGDB)

<関連情報>

ストリゴラクトンは、D53–OsWRKY31–ZFP36モジュールを介した活性酸素種除去を抑制することにより、イネの干ばつ順化を制限する Strigolactones constrain rice drought acclimation by suppressing ROS scavenging through the D53–OsWRKY31–ZFP36 module

Qianqian Li ∙ Yi Wang ∙ Jijun Yan ∙ … ∙ Jinfang Chu ∙ Jiayang Li ∙ Bing Wang
Molecular Plant  Published:September 3, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.molp.2026.09.001

ABSTRACT

Strigolactones (SLs) are a class of plant hormones essential for tiller development and yield under diverse environmental conditions. Drought is a major limiting factor for rice yields. Although SLs contribute to drought resistance, mechanisms and practical applications of SL pathway in drought acclimation of rice remain poorly understood. Our study shows that short-term dehydration represses SL biosynthesis in rice roots. Genetic assays indicate that disruption of SL biosynthesis or signaling elevates rice drought resistance, whereas SL signaling activation or supplementation with the SL analog GR244DO impairs drought resistance. SLs negatively regulate drought acclimation by promoting degradation of the repressor protein DWARF53 (D53). D53 interacts with the transcription factor OsWRKY31 via its N-terminal domain and suppresses the protein level of OsWRKY31, which binds to and represses transcription of the ZFP36 promoter. ZFP36 encodes a zinc-finger transcription factor that promotes H2O2 scavenging to sustain reactive oxygen species (ROS) homeostasis during drought stress. Notably, the drought-resistant upland rice variety IRAT109 exhibits lower SL levels in root exudates than the lowland rice variety Nipponbare (NP). Genome editing of key components in SL pathway enhances drought resistance in NP, Huazhan (HZ), and IRAT109. The agronomic potential of tuning SL biosynthesis is further supported by the elite D17/HTD1 allele, which weakens SL biosynthesis and improves drought resistance and grain yield in Nekken 2 (NK2) under field conditions. These findings uncover a key mechanism underlying SL-repressed drought acclimation in rice and provide an effective strategy to improve drought resistance in diverse rice varieties amid ongoing climate change.

1204農業及び蚕糸
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