水稻是我国重要的主粮作物。籽粒大小是决定稻米外观品质和产量的重要农艺性状。近年来，水稻籽粒大小的调控机理研究取得了较大进展，许多重要相关基因被克隆和分析。然而，目前与之相关的遗传调控网络较少被报道，限制了人们对籽粒大小调控机理的认知，也制约了其在作物高产优质分子育种实践中的利用。
此前，中国科学院植物研究所宋献军研究组发现了一个控制水稻谷粒长度和产量的遗传位点TGW3，其目标基因编码一个GSK3类型的蛋白激酶。以此为基础，研究借助酵母双杂交文库筛选技术，鉴定到TGW3的一个新的互作因子OsIAA10。研究发现，TGW3能够直接对OsIAA10蛋白的丝氨酸位点S68、S75和S97进行磷酸化修饰，且这些丝氨酸位点的磷酸化，调控了水稻籽粒大小。进一步，研究发现，OsIAA10的磷酸化，增加了与OsTIR1之间的互作和蛋白降解，并降低了其与OsARF4之间的蛋白互作。同时，遗传学数据表明，存在一个OsTIR1-OsIAA10-OsARF4介导的生长素信号通路，调控水稻籽粒大小。此外，生理学和分子生物学数据表明，TGW3还介导了水稻植株对油菜素内酯的反应，且该效应能够通过上述信号通路进行传递。该研究揭示了一个调控水稻籽粒大小的新通路，为进一步改良作物的相关农艺性状提供重要靶标。
3月3日，相关研究成果在线发表在Cell Reports上。研究工作得到中科院战略性先导科技专项（A类）和国家自然科学基金的支持。
日期：2023-03-30
