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植物科学最前沿
2025-03-28 23:06
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近日，农学院王兰/刘向东团队在水稻粒型研究方面取得新进展，在中科院一区TOP期刊The Plant Journal （影响因子6.2）发表了题为“The natural variation allele OsGSW3.2 in Oryza rufipogon is involved in brassinosteroid signaling and influences grain size and weight”的研究论文。
野生稻蕴含丰富的有利基因，是水稻品种改良的重要种质资源。本团队于2022年，2023年先后从广东遂溪普通野生稻中克隆到调控水稻粒型调控基因qGL3.5、GSW3，并发表在Frontiers in Plant Science, Plant Physiology上。本研究是本团队从该野生稻中克隆到的第3个调控水稻粒型的基因OsGSW3.2，该基因通过与OsGSK4互作调控水稻的粒型与粒重，并与水稻驯化相关。
本研究描述了OsGSW3.2的分子功能及调控水稻粒型与粒重的分子机理。OsGSW3.2具有一因多效，除了影响水稻的粒型与粒重，还影响水稻籽粒芒的发育、以及叶绿素含量等。研究表明OsGSW3.2通过影响籽粒颖壳细胞增殖和籽粒灌浆速度来影响种子发育，其敲除突变体籽粒明显增大，过表达突变体籽粒明显变小。酵母双杂结果表明OsGSW3与多个不同通路的蛋白存在互作，如OsGSK4、OsYGL22、 OsHSP24.1、SKL2等，说明OsGSW3.2是水稻发育的一个关键基因，展示出一因多效。OsGSW3通过与OsGSK4互作，在BR信号诱导下影响水稻籽粒的发育。本研究结果为解析水稻驯化提供了新的见解，也为粒型高产分子育种提供了理论指导。
A.敲除突变体与野生型HY3的株型、粒型与单株产量分析；B-D.酵母双杂、荧光素酶双分子互补、以及Pull-down分析OsGSW3与OsGSK4的蛋白质互作；E.敲除突变体与野生型HY3的幼苗对外施BL的敏感性分析。
华南农大农学院在读硕士研究生梁晓雨为本文的第一作者，已毕业硕士研究生刘洋为本文的并列第一作者，刘向东教授和王兰副教授为本文的共同通讯作者。本研究得到广东省岭南水稻种质资源基地库（No. 2024B1212060009），广东省普通高校重点领域专项（No. 2023ZDZX4004），以及广东省自然科学基金（2019A1515011826）的资助。
相关论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.70110
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