文章来源:科技日报     发布时间：2024-06-06     作者:马爱平

记者5日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水稻籽粒增大的奥秘。研究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。相关研究成果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、分化和组织形态的调控中起着关键作用。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晰。

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，该研究发现，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的大小。研究还发现，激酶复合体通过对介体激酶模块中一种细胞周期蛋白进行磷酸化，从而促进水稻籽粒的增大。

张治国解释道，激酶复合体主要是通过影响介体激酶模块（特别是其中的细胞周期蛋白）来调控水稻籽粒的大小，但二者在结构和功能上是有区别的。激酶复合体是由特定的激酶和激活因子组成的，主要起调控作用；而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所影响。

“具体来说，我们找到了影响稻谷粒大小和重量的一条重要通道——河马信号通路，发现这个通路里有三个关键的组成部分——核心激酶、激活因子和介体模块。核心激酶像一位指挥官，它能让稻谷粒里的小细胞长得更大，从而帮助稻谷粒变得更大更重。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的合作。最终，我们通过遗传学的研究方法确认了这三个部分与水稻籽粒大小的关系。”张治国说。

“该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，为育种家们提供了一种新的、更加精准的育种策略和方法，有望在未来推动水稻产量进一步提升。”张治国表示。