水稻粒型与粒重正相关,是决定水稻产量的关键要素,因此粒型一直是水稻育种的重要目标性状。近年来多个参与水稻粒型调控的关键基因被报道,这些基因涉及多种信号通路。RNA结合蛋白是一类在转录后水平参与基因表达调控的关键因子,其介导的转录后调节机制在水稻粒型调控中的作用仍不清楚。
近日,植物学知名期刊Plant Biotechnology Journal(中科院TOP 1区,IF 13. 8)在线发表了四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室/四川农业大学水稻研究所——梁越洋/李平团队题为“DGW1, encoding an hnRNP-like RNA binding protein, positively regulates grain size and weightby interacting withGW6 mRNA”的研究论文,揭示了hnRNP类RNA结合蛋白DGW1,靶向结合水稻粒型调节因子GW6 mRNA调控水稻籽粒大小的分子机制,为水稻粒型改良提供了新的思路。
研究团队鉴定了一个水稻粒宽和粒重变小的突变体dgw1,(decreased grain width and weight 1),基因定位和克隆表明DGW1编码一个hnRNP类的RNA结合蛋白,在发育的穗中高表达,通过调节细胞扩张正调控籽粒大小,其过量表达同时增加水稻千粒重和穗粒数从而显著提高产量,表明该基因在水稻生产中具有重要应用潜力。进一步研究发现DGW1蛋白结合粒型关键调控因子GW6的mRNA,并与另外两个hnRNP蛋白OsUBP1a和OsUBP1b互作,且两个互作蛋白能够共同结合GW6 mRNA,暗示DGW1与OsUBP1a/b可能形成hnRNP复合物参与GW6转录后调控,控制水稻籽粒大小。
图1 DGW1通过GW6调控水稻粒型
该团队已毕业博士研究生李玲锋为论文第一作者,西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室梁越洋副教授和水稻研究所李平教授为论文共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、四川省生物育种重大科技专项等项目资助。
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.14202