6月5日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物功能基因組研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)鑒定出一個(gè)調(diào)控水稻粒型的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子基因 OsMADS47 ，闡明了該轉(zhuǎn)錄因子通過(guò)磷酸化與去磷酸化動(dòng)態(tài)平衡調(diào)控水稻籽粒形態(tài)的分子機(jī)制，為細(xì)長(zhǎng)粒型高產(chǎn)水稻新種質(zhì)創(chuàng)制提供了理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)（Advanced Science）》上。
粒型是影響水稻產(chǎn)量的重要農(nóng)藝性狀之一。細(xì)長(zhǎng)粒型雖受市場(chǎng)青睞，但常伴隨穗粒數(shù)下降，導(dǎo)致產(chǎn)量受限。因此，破解細(xì)長(zhǎng)粒型與穗粒數(shù)偶聯(lián)的分子機(jī)制，對(duì)水稻育種具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)水稻34個(gè)調(diào)控穗發(fā)育的關(guān)鍵基因過(guò)表達(dá)，鑒定到一個(gè)調(diào)控水稻粒型的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子基因 OsMADS47 ，該基因過(guò)表達(dá)后的水稻粒型呈細(xì)長(zhǎng)粒，敲除后籽粒則呈短圓粒。研究表明，該轉(zhuǎn)錄因子可被水稻粒型發(fā)育調(diào)控蛋白激酶磷酸化修飾，導(dǎo)致其穩(wěn)定性增強(qiáng)，進(jìn)而抑制了粒長(zhǎng)負(fù)調(diào)控基因 GS3 和粒寬正調(diào)節(jié)基因 GW8 的表達(dá)；同時(shí)，有關(guān)磷酸酶則通過(guò)去磷酸化拮抗這一過(guò)程。這種“磷酸化-去磷酸化”動(dòng)態(tài)平衡精準(zhǔn)調(diào)控籽粒橫向和縱向的細(xì)胞分裂，最終決定籽粒形態(tài)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)控 OsMADS47 表達(dá)水平，可同步提升粒長(zhǎng)與單株產(chǎn)量。該研究為水稻粒型改良提供了重要靶點(diǎn)，為水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種提供了新策略。
作科所房靜靜副研究員和博士后淳雁副研究員為論文的共同第一作者，李學(xué)勇研究員為論文的通訊作者。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目資助。
論文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202501946
