四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻所科研團隊揭示正調(diào)控水稻籽粒大小的一種機制

　　水稻產(chǎn)量主要由單株有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)和千粒重三大因素構(gòu)成，粒型直接決定水稻千粒重。研究水稻粒型的遺傳和分子調(diào)控機制，對改良水稻粒型、提高千粒重和水稻產(chǎn)量具有十分重要的意義。

 

　　5月20日，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所欽鵬/李仕貴教授團隊在Journal of Experimental Botany（TOP，IF=6.992）在線發(fā)表了題為“OsBSK2, a putative brassinosteroid-signaling kinase, positively controls grain size in rice”的研究論文。該研究證實水稻油菜素內(nèi)酯信號激酶OsBSK2通過影響細(xì)胞擴張，正調(diào)控水稻籽粒大小。

 

　　該研究中，作者從重穗型雜交稻骨干親本蜀恢498（R498）的EMS誘變突變體庫中鑒定到一份粒長和千粒重顯著下降的突變體glw10（grain length and grain weight 10）（圖1）。定位克隆表明，GLW10編碼一個假定的油菜素內(nèi)酯信號激酶（brassinosteroid-signaling kinase）OsBSK2。OsBSK2蛋白定位于細(xì)胞膜，且正確的膜定位對其功能是必須的。水稻中一共有5個BSK基因，表達(dá)模式分析表明OsBSK1-1和OsBSK1-2在穗部表達(dá)相對較低，而OsBSK2/3/4在幼穗高表達(dá)。與OsBSK2功能相似，OsBSK3和OsBSK4的干涉植株也表現(xiàn)為粒長變短，千粒重下降。進一步研究發(fā)現(xiàn)，OsBSK2能形成同源二聚體，并且能與OsBSK3和OsBSK4形成異源二聚體，推測水稻中BSK可能以同源或異源二聚體的形式正調(diào)控籽粒大小。此外，作者證實OsBSK2能與BR受體激酶OsBRI1直接互作，但遺傳實驗表明OsBSK2可能是獨立于BR信號通路調(diào)控籽粒大小（圖2）。這一研究揭示了水稻中BSK基因調(diào)控生長發(fā)育的生物學(xué)功能，為水稻粒型改良提供了新的基因資源。

 

　　袁華副教授、博士研究生許正艷和陳薇蘭講師為本文共同第一作者，欽鵬教授和李仕貴教授為共同通訊作者。本研究得到國家自然科學(xué)基金（31771760, 32001489）和四川省杰出青年科技人才項目（2020JDJQ0040）的資助。

 

　　原文鏈接：https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erac222/6590004?searchresult=1#