調(diào)控水稻籽粒大小的新機(jī)制揭示

科技日?qǐng)?bào)訊 6月24日，記者從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉，該院生物技術(shù)研究所作物高光效功能基因組創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，揭示了位于水稻籽粒細(xì)胞內(nèi)的河馬信號(hào)通路聯(lián)合介體激酶模塊調(diào)控水稻籽粒大小的新機(jī)制。相關(guān)研究論文日前發(fā)表在國(guó)際期刊《植物細(xì)胞》上。

籽粒大小是決定水稻產(chǎn)量的重要因素；河馬信號(hào)通路在細(xì)胞的生長(zhǎng)、死亡、分化和組織形態(tài)調(diào)控中起到關(guān)鍵作用；介體激酶模塊是調(diào)控真核生物基因表達(dá)的重要組成部分。不過(guò)，科學(xué)家們對(duì)河馬信號(hào)通路與介體激酶模塊之間的關(guān)系，以及它們?nèi)绾斡绊懰咀蚜４笮〉木唧w機(jī)制尚不清楚。

論文通訊作者之一、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所研究員張治國(guó)告訴記者，他們通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，河馬信號(hào)通路的核心激酶與其激活因子可以形成激酶復(fù)合體。該復(fù)合體能正向調(diào)控水稻籽粒大小，它可通過(guò)對(duì)介體激酶模塊中一種細(xì)胞周期蛋白進(jìn)行磷酸化，促進(jìn)水稻籽粒增大。

張治國(guó)解釋?zhuān)っ笍?fù)合體由特定的激酶和激活因子組成，主要起調(diào)控作用；介體激酶模塊則涉及到更廣泛的基因表達(dá)調(diào)控，并在水稻籽粒增大過(guò)程中被激酶復(fù)合體影響。

“我們找到了影響水稻籽粒大小和重量的一條重要通道——河馬信號(hào)通路，并發(fā)現(xiàn)這個(gè)通路里有三個(gè)關(guān)鍵組成部分:核心激酶、激活因子和介體模塊?！睆堉螄?guó)說(shuō)，核心激酶像一位指揮官，它能讓水稻籽粒里的小細(xì)胞長(zhǎng)得更大，使水稻籽粒變得更大更重。激活因子猶如超級(jí)助手，協(xié)助指揮官更好地工作。而核心激酶與激活因子形成的激酶復(fù)合體，可以影響介體模塊與另一個(gè)重要細(xì)胞周期蛋白合作。最終，研究人員通過(guò)遺傳學(xué)研究方法，確認(rèn)了這三個(gè)部分與水稻籽粒大小的關(guān)系。

研究首次揭示了河馬信號(hào)通路和介體激酶模塊與水稻產(chǎn)量之間的聯(lián)系。這一成果為育種學(xué)家提供了一種更加精準(zhǔn)的育種新策略和新方法，有望在未來(lái)推動(dòng)水稻產(chǎn)量進(jìn)一步提升。

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