冠根（不定根）是禾谷类作物根系的主要组成部分，阐明其形成机制有助于提高作物对水分、矿质离子的吸收和环境适应性，从而进一步提高作物的产量和品质。WOX11是华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室、湖北洪山实验室教授赵毓团队2009年鉴定到的调控水稻冠根发育的关键因子。

1月8日，该团队在国际期刊《植物细胞》（The Plant Cell）上在线发表了研究论文，揭示了WOX11-JMJ706-LBD16模块调控水稻冠根发育的反馈机制。

                         

WOX11-JMJ706-LBD16模块调控水稻冠根发育的反馈机制。华中农大供图

通过遗传学、生物化学和细胞生物学方法联合分析，团队发现植物特有的转录因子LBD16是水稻冠根发育调控的变阻器。在水稻冠根发育过程中，WOX11能够招募组蛋白H3K9去甲基化酶JMJ706，去除其下游靶基因LBD16上的H3K9me2修饰，从而激活LBD16的表达。

有意思的是，超量表达LBD16并不能改变水稻冠根发育的表型。进一步研究发现，当冠根原基中LBD16被激活表达后处于高丰度时，LBD16就会竞争掉JMJ706而与WOX11相互作用，使其基因座上的H3K9me2增加，导致WOX11对LBD16的激活作用被解除，LBD16蛋白相应地减少；随着冠根原基中LBD16的减少，此时JMJ706与 WOX11 相互作用就逐渐加强，再一次促进了WOX11对LBD16激活。

在水稻冠根的生长过程中，WOX11-JMJ706-LBD16形成了一个动态的反馈调节机制，让LBD16始终维持在适当的表达水平，以保证水稻冠根正常生长。该研究揭示了水稻冠根发育调控的动态反馈机制，为水稻根系改良分子育种提供了新的靶点和思路。同时也为理解水稻冠根发育的调控机制提供了新的视角。

赵毓为该论文通讯作者，生命科学技术学院已毕业博士耿乐萍为论文第一作者。研究得到国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费等项目的资助。

相关论文信息：https：//doi.org/10.1093/plcell/koad318