水稻产量主要由单株有效穗数、每穗实粒数和千粒重三大因素构成，粒型直接决定水稻千粒重。研究水稻粒型的遗传和分子调控机制，对改良水稻粒型、提高千粒重和水稻产量具有十分重要的意义。
2022年5月20日，李仕贵/钦鹏教授团队在Journal of Experimental Botany（TOP，IF=6.992）在线发表了题为“OsBSK2, a putative brassinosteroid-signaling kinase, positively controls grain size in rice”的研究论文。该研究证实水稻油菜素内酯信号激酶OsBSK2通过影响细胞扩张，正调控籽粒大小。
图1 R498与glw10表型比较
本研究中，作者从重穗型杂交稻骨干亲本蜀恢498（R498）的EMS诱变突变体库中鉴定到一份粒长和千粒重显著下降的突变体glw10(grain length and grain weight 10)。定位克隆表明，GLW10编码一个油菜素内酯信号激酶（brassinosteroid-signaling kinase）家族的成员OsBSK2。OsBSK2蛋白定位于细胞膜，且正确的膜定位对其功能是必须的。水稻中一共有5个BSK基因，表达模式分析表明OsBSK1-1和OsBSK1-2在穗部表达相对较低，而OsBSK2/3/4在幼穗高表达。与OsBSK2功能相似，OsBSK3和OsBSK4的干涉植株也表现为粒长变短，千粒重下降。进一步研究发现，OsBSK2能形成同源二聚体，并且能与OsBSK3和OsBSK4形成异源二聚体，推测水稻中BSK可能以同源或异源二聚体的形式正调控籽粒大小。此外，作者证实OsBSK2能与BR受体激酶OsBRI1直接互作，在OsBRI1的突变体d61-1背景下过表达OsBSK2并不能回复d61-1的株矮和BR顿感等BR缺陷表型，但是能增加d61-1的粒长，推测OsBSK2可能是独立于BR信号途径调控粒型。本研究揭示了水稻中BSK基因调控生长发育的生物学功能，为水稻粒型改良提供了新的基因资源。
图2 OsBSK2可能独立于BR途径调控籽粒大小
国家重点实验室袁华副教授等为本文共同第一作者，李仕贵教授和钦鹏教授为共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金和四川省杰出青年科技人才项目的资助。
原文链接：https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erac222/6590004?searchresult=1
