颖壳颜色通常与稻米内部营养成分相关，颜色深的颖壳富含花青素和类黄酮。这些物质具有抗氧化、降血脂、抗炎等生物活性，可开发高附加值的功能稻米品种。此外，类黄酮的积累不仅能抵御紫外线伤害，还能通过调节氧化应激增强水稻对高温、干旱等非生物胁迫的适应能力。颖壳颜色的遗传调控网络复杂，涉及多个基因的协同作用。尽管其转录调控机制已被广泛研究，但是蛋白水平上的调控机制研究较少。
近日，我院张泽民研究员课题组在在经典植物学杂志the Plant Journal在线发表了题为“The F box protein INHIBITOR FOR BROWN FURROWS 1 (IBF1) regulates flavonoids accumulation in rice hull by promoting degradation of chalcone synthase 1”的研究论，揭示了F-box蛋白IBF1（INHIBITOR FOR BROWN FURROWS 1）通过调控类黄酮合成关键酶CHS1（chalcone synthase 1）的蛋白稳定性，进而调节水稻颖壳颜色和类黄酮积累，为水稻外观性状改良及营养品质提升提供了新的理论依据和分子靶标。该团队利用EMS诱变技术，在籼稻品种RH2B突变体库中筛选获得了1个颖壳呈褐色的突变体bh2，其颖壳中类黄酮及花青素积累显著高于野生型，通过MutMap分析及基因克隆，发现该突变体中1个编码F-box蛋白的基因IBF1发生了功能缺失。进一步研究发现，它能与水稻SKP1家族蛋白（OSK1/OSK20）组装成SCF泛素连接酶复合物，并通过与CHS1的特异性互作，促使其通过泛素26S蛋白酶体系统降解。遗传分析显示，双突变体ibf1 chs1的颖壳颜色恢复至正常表型，进一步验证了二者之间的功能依赖关系。该研究不仅揭示了水稻类黄酮代谢的蛋白调控新机制，也为水稻外观性状育种提供了理论基础与潜在基因资源。
我院已毕业博士研究生李威岩为该论文的第一作者，张泽民研究员为通讯作者。该研究得到了广东省乡村振兴战略专项资金种业振兴项目（2022-NJS-15-001）、广东省重点领域研发计划（2018B020202012）及国家自然科学基金（31671645）的资助。
全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.70105
