6月24日，記者從中國農(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)研究論文發(fā)表在國際期刊《植物細(xì)胞》上。

研究發(fā)現(xiàn)，籽粒大小是決定水稻產(chǎn)量的重要因素；河馬信號通路在細(xì)胞的生長、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，科學(xué)家們對河馬信號通路與介體激酶模塊之間的關(guān)系，以及它們?nèi)绾尉唧w影響水稻籽粒大小的機(jī)制尚未明晰。

該論文通訊作者之一、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所研究員張治國告訴記者，河馬信號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，通過對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。

張治國解釋，激酶復(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更廣泛的基因表達(dá)調(diào)控，并在水稻籽粒增大過程中被激酶復(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。”張治國說，核心激酶像一位指揮官，它能讓水稻籽粒里的小細(xì)胞長得更大，使水稻籽粒變得更大更重。激活因子猶如超級助手，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，研究人員通過遺傳學(xué)研究方法，明確了這三個(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，有望在未來推動(dòng)水稻產(chǎn)量進(jìn)一步提升。