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New Phytol

来源：花匠小妙招时间：2025-06-20 13:14

在玉米的高密度种植和产量中，颖花分枝数（Tassel branch number，TBN）是一个关键的农艺性状。然而，关于颖花分枝背后的分子调控机制仍知之甚少。最新研究揭示，ZmELF3.1在调控玉米颖花分枝中发挥了至关重要的作用。

通讯单位：华南农业大学生命科学学院亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室，中国广州510642

此前的研究已经表明，ZmELF3.1通过与ZmELF4和ZmLUX相互作用形成晚上复合物，用于调控玉米的开花，而RA2和TSH4（ZmSBP2）分别抑制和促进玉米的颖花分枝。而在这项研究中，科学家们发现，失去ZmELF3.1功能的突变体显示出显著增加的颖花分枝数。

研究还揭示，RA2直接结合到TSH4的启动子上，抑制了其表达，从而导致颖花分枝减少。此外，ZmELF3.1还直接与RA2和ZmELF4.2相互作用，形成了三蛋白复合物，进一步增强了RA2与TSH4启动子的结合，从而抑制了TSH4的表达，进而降低了颖花分枝数。

这项研究结果建立了ELF3-ELF4-RA2复合物与miR156-SPL调控模块之间的新功能联系，用于调控颖花分枝，为改良玉米颖花分枝提供了有价值的遗传改良目标。

关键词：RA2；TSH4；ZmELF3.1；玉米；颖花分枝数（TBN）。

Tassel branch number (TBN) is a key agronomic trait for adapting to high-density planting and grain yield in maize. However, the molecular regulatory mechanisms underlying tassel branching are still largely unknown. Here, we used molecular and genetic studies together to show that ZmELF3.1 plays a critical role in regulating TBN in maize. Previous studies showed that ZmELF3.1 forms the evening complex through interacting with ZmELF4 and ZmLUX to regulate flowering in maize and that RA2 and TSH4 (ZmSBP2) suppresses and promotes TBN in maize, respectively. In this study, we show that loss-of-function mutants of ZmELF3.1 exhibit a significant increase of TBN. We also show that RA2 directly binds to the promoter of TSH4 and represses its expression, thus leading to reduced TBN. We further demonstrate that ZmELF3.1 directly interacts with both RA2 and ZmELF4.2 to form tri-protein complexes that further enhance the binding of RA2 to the promoter of TSH4, leading to suppressed TSH4 expression and consequently decreased TBN. Our combined results establish a novel functional link between the ELF3-ELF4-RA2 complex and miR156-SPL regulatory module in regulating tassel branching and provide a valuable target for genetic improvement of tassel branching in maize.

王海洋，男，1965年12月生，二级教授，博士生导师，华南农业大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室研究员，“北京市海外高层次人才和北京市特聘专家”，“中关村高端领军人才”，“湖南省特聘专家”，全国农业科研杰出人才，国家自然基金创新群体项目主持人。

1986年杭州大学（现浙江大学）生物学学士；1989年西北大学生物学硕士；1998年美国密执根大学生物学博士；1998-2002年美国耶鲁大学博士后研究；2002-2009年美国康奈尔大学Boyce Thompson Institute助研究员，博士生导师； 2009年8月-2013年8月，美国耶鲁大学研究员，博士生导师，国家作物分子设计工程技术研究中心副主任（兼）；2013年9月-2016年7月中国农业科学院生物技术研究所研究员，玉米功能基因组创新团队首席科学家；2016年8月至今引进到华南农业大学生命科学学院工作。

“Plant Molecular Biology”副主编；“农业生物技术学报”副主编；“Plant Communications”编委；“aBIOTECH”编委；中国农业生物技术学会理事（2018年-）；中国作物学会分子育种分会理事（2019年-）。

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