调控水稻籽粒大小的新机制揭示

科技日报讯 （记者马爱平）6月24日，记者从中国农业科学院获悉，该院生物技术研究所作物高光效功能基因组创新团队，揭示了位于水稻籽粒细胞内的河马信号通路联合介体激酶模块调控水稻籽粒大小的新机制。相关研究论文日前发表在国际期刊《植物细胞》上。

籽粒大小是决定水稻产量的重要因素；河马信号通路在细胞的生长、死亡、分化和组织形态调控中起到关键作用；介体激酶模块是调控真核生物基因表达的重要组成部分。不过，科学家们对河马信号通路与介体激酶模块之间的关系，以及它们如何影响水稻籽粒大小的具体机制尚不清楚。

论文通讯作者之一、中国农业科学院生物技术研究所研究员张治国告诉记者，他们通过研究发现，河马信号通路的核心激酶与其激活因子可以形成激酶复合体。该复合体能正向调控水稻籽粒大小，它可通过对介体激酶模块中一种细胞周期蛋白进行磷酸化，促进水稻籽粒增大。

张治国解释，激酶复合体由特定的激酶和激活因子组成，主要起调控作用；介体激酶模块则涉及到更广泛的基因表达调控，并在水稻籽粒增大过程中被激酶复合体影响。

“我们找到了影响水稻籽粒大小和重量的一条重要通道——河马信号通路，并发现这个通路里有三个关键组成部分：核心激酶、激活因子和介体模块。”张治国说，核心激酶像一位指挥官，它能让水稻籽粒里的小细胞长得更大，使水稻籽粒变得更大更重。激活因子犹如超级助手，协助指挥官更好地工作。而核心激酶与激活因子形成的激酶复合体，可以影响介体模块与另一个重要细胞周期蛋白合作。最终，研究人员通过遗传学研究方法，确认了这三个部分与水稻籽粒大小的关系。

研究首次揭示了河马信号通路和介体激酶模块与水稻产量之间的联系。这一成果为育种学家提供了一种更加精准的育种新策略和新方法，有望在未来推动水稻产量进一步提升。