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國(guó)家植物園研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)G蛋白通過調(diào)控Hippo信號(hào)通路控制水稻籽粒大小
水稻粒型大小是重要的產(chǎn)量和品質(zhì)性狀。在已知的多個(gè)調(diào)控水稻籽粒大小的通路中，G蛋白信號(hào)途徑非常重要，但作用機(jī)制還有許多未解之謎。Hippo信號(hào)通路最早在動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)，在控制動(dòng)物的器官大小和癌癥發(fā)生等方面發(fā)揮重要作用，目前對(duì)于植物Hippo信號(hào)通路的組成和作用卻知之甚少。
近年來，國(guó)家植物園(南園)程佑發(fā)研究團(tuán)隊(duì)對(duì)植物Hippo信號(hào)通路開展研究，在擬南芥中發(fā)現(xiàn)了Hippo信號(hào)通路參與調(diào)控生長(zhǎng)素和茉莉酸介導(dǎo)的植物生長(zhǎng)發(fā)育。通過進(jìn)一步對(duì)Hippo信號(hào)通路中的關(guān)鍵組分蛋白激酶OsSIK1和支架蛋白OsMOB1A在水稻中的作用及機(jī)制的研究發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)OsSIK1或OsMOB1A都導(dǎo)致水稻籽粒變大，而基因敲除都會(huì)造成籽粒變小，說明OsSIK1和OsMOB1A是水稻籽粒大小的正調(diào)控因子。生化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)OsSIK1與OsMOB1A互作，而OsSIK1通過磷酸化OsMOB1A調(diào)節(jié)其穩(wěn)定性。研究還發(fā)現(xiàn)調(diào)控水稻籽粒大小的關(guān)鍵因子G蛋白γ亞基DEP1和GS3能夠與OsSIK1互作，從而影響OsSIK1與OsMOB1A的相互作用以及OsSIK1對(duì)OsMOB1A的磷酸化;而且G蛋白在體內(nèi)調(diào)節(jié)OsMOB1A的穩(wěn)定性。遺傳分析表明，G蛋白位于Hippo信號(hào)通路的上游，在同一遺傳通路中發(fā)揮調(diào)控籽粒大小的作用。該研究結(jié)果揭示了G蛋白通過調(diào)控Hippo信號(hào)通路控制水稻籽粒大小的分子機(jī)制，為提高產(chǎn)量提供了潛在的靶基因。
該研究成果于12月24日在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊The Plant Cell上。國(guó)家植物園(南園)特別研究助理周芳芳博士為論文第一作者，程佑發(fā)研究員為通訊作者。該研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金、黃三角農(nóng)高區(qū)種康院士工作站和國(guó)家鹽堿地綜合利用技術(shù)創(chuàng)新中心項(xiàng)目的支持。
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