原始标题:揭示调节稻粒大小的新机制

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河马信号通道联合介体激酶模块控制稻粒大小的新机制。相关研究论文最近在国际期刊《植物细胞》上发表。

调控稻粒大小的新机制揭示  第1张

种子大小是决定大米产量的重要因素;河马信号通道在细胞生长、死亡、分化和组织形态控制中起着关键作用;介体激酶模块是控制真核生物基因表达的重要组成部分。然而,科学家们还不清楚河马信号通道与介体激酶模块的关系以及它们如何影响大米种子大小的具体机制。

中国农业科学院生物技术研究所研究员张治国告诉记者,通过研究发现,河马信号通道的核心激酶及其激活因子可以形成激酶复合体。这种复合体可以正向控制稻粒的大小。它可以通过磷酸化介体激酶模块中的一种细胞周期蛋白来促进稻粒的生长。

张治国解释说,激酶复合体由特定的激酶和激活因子组成,主要起到控制作用;介体激酶模块涉及更广泛的基因表达控制,在稻粒增大过程中受到激酶复合体的影响。

“我们找到了一个重要的渠道——河马信号通道,影响稻粒的大小和重量,并发现这个通道有三个关键组成部分:核心激酶、激活因子和介质模块。”张治国说,核心激酶就像一个指挥官,它可以使稻粒中的小细胞长得更大,使稻粒变得更大更重。像超级助手一样激活因素,帮助指挥官更好地工作。与激活因子形成的核心激酶复合体,可影响介体模块与另一个重要细胞周期蛋白质的合作。最后,研究人员通过遗传学研究方法,确认了这三个部分与稻粒大小的关系。

该研究首次揭示了河马信号通道与介体激酶模块与水稻产量的关系。这一成果为育种学家提供了更准确的新的育种策略和新方法,有望在未来进一步提高水稻产量。