近日,,農(nóng)學院王蘭/劉向東團隊在水稻粒型研究方面取得新進展,,在中科院一區(qū)TOP期刊The Plant Journal (影響因子6.2)發(fā)表了題為“The natural variation allele OsGSW3.2 in Oryza rufipogon is involved in brassinosteroid signaling and influences grain size and weight”的研究論文。
野生稻蘊含豐富的有利基因,,是水稻品種改良的重要種質(zhì)資源,。本團隊于2022年,,2023年先后從廣東遂溪普通野生稻中克隆到調(diào)控水稻粒型調(diào)控基因qGL3.5、GSW3,,并發(fā)表在Frontiers in Plant Science, Plant Physiology上,。本研究是本團隊從該野生稻中克隆到的第3個調(diào)控水稻粒型的基因OsGSW3.2,該基因通過與OsGSK4互作調(diào)控水稻的粒型與粒重,并與水稻馴化相關(guān),。
本研究描述了OsGSW3.2的分子功能及調(diào)控水稻粒型與粒重的分子機理,。OsGSW3.2具有一因多效,除了影響水稻的粒型與粒重,,還影響水稻籽粒芒的發(fā)育,、以及葉綠素含量等。研究表明OsGSW3.2通過影響籽粒穎殼細胞增殖和籽粒灌漿速度來影響種子發(fā)育,,其敲除突變體籽粒明顯增大,,過表達突變體籽粒明顯變小。酵母雙雜結(jié)果表明OsGSW3與多個不同通路的蛋白存在互作,,如OsGSK4、OsYGL22,、 OsHSP24.1,、SKL2等,說明OsGSW3.2是水稻發(fā)育的一個關(guān)鍵基因,,展示出一因多效,。OsGSW3通過與OsGSK4互作,在BR信號誘導下影響水稻籽粒的發(fā)育,。本研究結(jié)果為解析水稻馴化提供了新的見解,,也為粒型高產(chǎn)分子育種提供了理論指導。
A.敲除突變體與野生型HY3的株型、粒型與單株產(chǎn)量分析;B-D.酵母雙雜,、熒光素酶雙分子互補,、以及Pull-down分析OsGSW3與OsGSK4的蛋白質(zhì)互作;E.敲除突變體與野生型HY3的幼苗對外施BL的敏感性分析,。
我校農(nóng)學院在讀碩士研究生梁曉雨為本文的第一作者,已畢業(yè)碩士研究生劉洋為本文的并列第一作者,劉向東教授和王蘭副教授為本文的共同通訊作者,。本研究得到廣東省嶺南水稻種質(zhì)資源基地庫(No. 2024B1212060009),廣東省普通高校重點領(lǐng)域?qū)m棧∟o. 2023ZDZX4004),,以及廣東省自然科學基金(2019A1515011826)的資助,。
相關(guān)論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.70110
文圖/農(nóng)學院