发布人:     发布日期: 2025-02-17    浏览次数:

水稻产量是一个复杂的性状，单位面积有效穗数、每穗粒数和粒重是决定单位面积产量的关键因素。水稻的粒重（千粒重）主要由籽粒的大小决定，即粒长、粒宽和粒厚。水稻的粒型不仅影响水稻的产量还协同调控水稻的穗粒数和稻米的品质。油菜素内酯（brassinosteroids, BRs）是一类多羟基化的甾醇类植物激素，广泛参与植物生长与发育的各个环节，尤其在水稻籽粒大小的调控中发挥着重要作用。然而，目前对于BRs信号通路与水稻粒型调控的分子机制的了解仍然有待进一步扩展。因此挖掘调控水稻粒型的关键基因，深入研究其分子作用机制，为培育高产优质的水稻新品种提供理论基础和基因资源。

JIPB近日在线发表了万建民院士团队题为“Small and Round Grain is involved in brassinosteroid signaling pathway that regulates grain size in rice”的研究论文。该研究发现水稻中一个编码含有kinesin结构域蛋白SRG通过BR信号通路调控水稻籽粒大小。

研究人员鉴定到一个半矮秆小粒的水稻突变体srg，突变体株高变矮、粒长变短。图位克隆发现SRG编码一个含有kinesin结构域蛋白。细胞学分析发现，srg突变体的穗表皮细胞长度和数目减少，表明SRG通过影响细胞大小和细胞增殖来调控粒型。定量结果显示SRG在植物的各组织中组成性表达，在幼穗中表达相对较高。SRG受BR诱导，OsWRKY53激活SRG基因的表达，OsBSK3与SRG蛋白互作，进而磷酸化SRG蛋白，SRG蛋白变得更稳定。此外，免疫荧光实验发现突变体srg和敲除突变体cr-1的微管（MT）形态异常。这些发现表明，BR可能通过稳定SRG蛋白来促进微管的有序组装和排列，从而调控籽粒大小。同时，SRG过表达产生更大的籽粒，并且增加了千粒重，说明SRG具有提高水稻产量的潜力。我们的研究表明，SRG是一种新的BR响应因子，BR可能通过影响SRG的表达来调控水稻粒型。

博士生缪荣、林启冰研究员和已毕业博士生曹鹏辉为论文共同第一作者。万建民院士和江玲教授为共同通讯作者。该研究得到了国家科技创新2030重大项目、国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金重大项目和生物育种钟山实验室项目的资助。