“The transcription factor OsPIL13 regulates leaf inclination in rice by modulating brassinosteroid homeostasis”文章发表在《Plant Physiology》。bHLH转录因子OsPIL13通过直接结合油菜素内酯（BR）合成关键基因OsDWF4的外显子E-box基序，激活其表达以调控水稻体内BR稳态，进而调控叶枕近轴细胞的纵向伸长，最终正向调节水稻叶倾角，该研究为通过精准调控BR含量优化水稻株型提供了分子机制与基因资源。
研究背景
水稻是全球超半数人口的主粮，直立叶型可提升冠层光合效率和光能利用率，是密植条件下提高水稻产量的重要株型特征，叶倾角由叶枕发育状态决定。BR是调控水稻叶倾角的核心激素，其合成与信号通路相关基因的突变会导致叶倾角变小，bHLH家族转录因子常通过BR通路调控叶倾角，但OsPILs（光敏色素互作因子类似蛋白）家族对水稻叶倾角的调控作用尚未见报道，解析其调控机制对水稻株型育种具有重要意义。
实验方法
以粳稻东津（WT）为实验背景，利用农杆菌转化构建OsPIL13过表达株系，通过CRISPR-Cas9技术获得ospil13纯合突变体及OsPIL13过表达背景下的osdwf4突变体；结合表型观察、细胞形态学切片与共聚焦显微镜分析，明确OsPIL13对叶枕细胞的调控作用；通过RT-qPCR、GUS染色分析OsPIL13的时空表达模式，利用水稻原生质体瞬时表达验证其亚细胞定位；经BR（2,4-epiBL）及BR合成抑制剂（BRZ）处理，分析转基因株系的激素响应特性；通过CUT&Tag筛选OsPIL13下游靶基因，结合EMSA、酵母单杂交、双荧光素酶报告系统及ChIP-qPCR验证其与靶基因的结合关系；采用HPLC-MS/MS检测叶枕中内源BR（BL）含量，通过遗传互补实验验证OsDWF4的下游关键作用。
核心结果
OsPIL13正向调控水稻叶倾角，ospil13突变体叶倾角较野生型降低48%，过表达株系升高86%，该基因仅调控叶枕近轴细胞的纵向伸长，对远轴细胞无显著影响；
OsPIL13主要在水稻地上部（叶片、叶枕、小穗）表达，蛋白定位于细胞核，符合转录因子的功能特征；
OsPIL13过表达株系对BR更敏感、对BRZ响应更显著，证明其调控叶倾角依赖BR通路；
CUT&Tag筛选发现OsPIL13可结合OsDWF4外显子的E-box基序，且能直接激活其表达，ospil13突变体叶枕BL含量显著降低，过表达株系则升高；
敲除OsDWF4可显著降低过表达株系的叶倾角，恢复至接近野生型的表型，证实OsDWF4是OsPIL13调控叶倾角的下游关键靶基因。
研究结论
OsPIL13作为正调控因子，通过OsDWF4介导的BR生物合成通路调控水稻体内BR稳态，进而调控叶枕近轴细胞的纵向伸长，最终影响水稻叶倾角；该研究揭示了OsPIL13调控水稻叶倾角的分子机制，明确了其与BR通路的调控关系，为水稻株型的分子设计育种提供了新的靶标基因，也为通过精准调控BR含量优化水稻密植产量潜力奠定了理论基础。
原文链接：
https://doi.org/10.1093/plphys/kiag024
