近日，中國農業科學院作物科學研究所作物功能基因組研究創新團隊鑒定出一個調控水稻粒型的關鍵轉錄因子基因 OsMADS47 ，闡明了該轉錄因子通過磷酸化與去磷酸化動態平衡調控水稻籽粒形態的分子機制，為細長粒型高產水稻新種質創制提供了理論基礎。相關研究成果發表在《先進科學》（Advanced Science）上。
不同的水稻粒型。中國農科院作科所供圖
粒型是影響水稻產量的重要農藝性狀之一。細長粒型雖受市場青睞，但常伴隨穗粒數下降，導致產量受限。因此，破解細長粒型與穗粒數偶聯的分子機制，對水稻育種具有重要的現實意義。
研究團隊通過對水稻34個調控穗發育的關鍵基因過表達，鑒定到一個調控水稻粒型的關鍵轉錄因子基因 OsMADS47 。該基因過表達后的水稻粒型呈細長粒，敲除后籽粒則呈短圓粒。
研究表明，該轉錄因子可被水稻粒型發育調控蛋白激酶磷酸化修飾，導致其穩定性增強，進而抑制了粒長負調控基因 GS3 和粒寬正調節基因 GW8 的表達。同時，有關磷酸酶則通過去磷酸化拮抗這一過程。這種“磷酸化—去磷酸化”動態平衡精準調控籽粒橫向和縱向的細胞分裂，最終決定籽粒形態。
進一步研究發現，通過精準調控 OsMADS47 表達水平，可同步提升粒長與單株產量。該研究為水稻粒型改良提供了重要靶點，為水稻高產優質育種提供了新策略。
作科所副研究員房靜靜和淳雁為論文共同第一作者，作科所研究員李學勇為論文通訊作者。該研究得到國家重點研發計劃、中國農業科學院科技創新工程等項目資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1002/advs.202501946
