近日，中國農業科學院作物科學研究所萬建民教授課題組在控制植物分枝（蘗）的新激素信號轉導研究中取得開創性進展，首次在遺傳和生化層面證實了D53蛋白作為獨腳金內酯信號途徑的抑制子參與調控植物分枝（蘗）的生長髮育。該項成果于12月11日在線發表在國際學術頂級刊物《自然（Nature）》雜誌上，是迄今為止我國在植物學領域中少有的幾篇“NatureArticle”之一。 

該項研究是與南京農業大學作物遺傳與種質改良國家重點實驗室全面合作完成，後期工作還與美國華盛頓大學、北京國家植物基因研究中心、日本東京大學等單位合作完成。該項研究工作得到了科技部的大力支持，獲得“十二五”國家863計劃“水稻分子設計育種技術與品種創制課題（編號：2012AA101101）”、“水稻株型和粒型的功能基因組研究課題（編號：2012AA10A301）”資助。

雜交稻的推廣應用被譽為第二次綠色革命，秈粳亞種間強大雜種優勢的有效利用，可實現水稻單産的再次飛躍。但是，秈粳交雜種普遍存在株高超親等問題，使得秈粳亞種間雜種優勢的利用受到了極大的限制。利用部分顯性矮桿基因可有效解決秈粳雜種的株高偏高問題。此外，水稻的分蘗和株高被認為是水稻株型的重要組成部分，同時也是雜種産量形成的決定因素。2008年，法國和日本的兩個研究小組的科研人員同時發現了調控植物分枝的第三種激素——獨腳金內酯（Strigolactone），突破了植物莖分枝由生長素和細胞分裂素這兩種激素調控的傳統觀念。大量研究結果表明獨腳金內酯的合成很可能源於類胡蘿蔔素途徑，但對其信號傳導途徑的機理還知之甚少。萬建民課題組利用一個部分顯性水稻矮化多分蘗突變體（該突變體由日本九州大學惠贈，命名為dwarf53(d53)）進行外源激素處理和內源激素測定表明，d53是一個獨腳金內酯不敏感突變體。通過精細定位和圖位克隆，他們獲得了位於水稻第11號染色體短臂末端的DWARF53(D53)基因，該基因編碼一個新的在結構上與I類ClpATPase類似的核蛋白。後續的功能分析發現，在獨腳金內酯存在的條件下D53蛋白可與兩個已知的獨腳金內酯信號分子D14、D3互作形成D53–D14–SCFD3蛋白複合體，進而使得泛素化的D53蛋白特異地被蛋白酶體系統降解，從而誘導下游目標基因的表達以及獨腳金內酯信號的響應。

水稻D53蛋白作為獨腳金內酯信號途徑的抑制子參與調控分蘗的生長髮育的研究成果，不僅為農作物的株型改良提供重要的理論基礎，同時也為水稻秈粳交雜種優勢利用提供了有價值的基因和育種材料，並進一步為秈粳交雜種優勢在生産上的有效利用提供更廣泛的應用前景。

與此同時，中國科學院遺傳與發育生物學研究所李家洋院士課題組相關科研人員利用他們自己發現的水稻矮化多分蘗突變體e9也獨立完成相關實驗並得到了與本研究相似的結論。相關論文以“Article”的形式發表在同一期的《Nature》雜誌上。