6月5日，中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所作物功能基因組研究創(chuàng)新團隊鑒定出一個調(diào)控水稻粒型的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子基因 OsMADS47 ，闡明了該轉(zhuǎn)錄因子通過磷酸化與去磷酸化動態(tài)平衡調(diào)控水稻籽粒形態(tài)的分子機制，為細長粒型高產(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《先進科學（Advanced Science）》上。
粒型是影響水稻產(chǎn)量的重要農(nóng)藝性狀之一。細長粒型雖受市場青睞，但常伴隨穗粒數(shù)下降，導(dǎo)致產(chǎn)量受限。因此，破解細長粒型與穗粒數(shù)偶聯(lián)的分子機制，對水稻育種具有重要的現(xiàn)實意義。
研究團隊通過對水稻34個調(diào)控穗發(fā)育的關(guān)鍵基因過表達，鑒定到一個調(diào)控水稻粒型的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子基因 OsMADS47 ，該基因過表達后的水稻粒型呈細長粒，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，進而抑制了粒長負調(diào)控基因 GS3 和粒寬正調(diào)節(jié)基因 GW8 的表達；同時，有關(guān)磷酸酶則通過去磷酸化拮抗這一過程。這種“磷酸化-去磷酸化”動態(tài)平衡精準調(diào)控籽粒橫向和縱向的細胞分裂，最終決定籽粒形態(tài)。進一步研究發(fā)現(xiàn)，通過精準調(diào)控 OsMADS47 表達水平，可同步提升粒長與單株產(chǎn)量。該研究為水稻粒型改良提供了重要靶點，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，李學勇研究員為論文的通訊作者。該研究得到國家重點研發(fā)計劃、中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程等項目資助。
論文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202501946
