近日，中国农业科学院作物科学研究所作物功能基因组研究创新团队鉴定出一个调控水稻粒型的关键转录因子基因 OsMADS47 ，阐明了该转录因子通过磷酸化与去磷酸化动态平衡调控水稻籽粒形态的分子机制，为细长粒型高产水稻新种质创制提供了理论基础。相关研究成果发表在《先进科学》（Advanced Science）上。
不同的水稻粒型。中国农科院作科所供图
粒型是影响水稻产量的重要农艺性状之一。细长粒型虽受市场青睐，但常伴随穗粒数下降，导致产量受限。因此，破解细长粒型与穗粒数偶联的分子机制，对水稻育种具有重要的现实意义。
研究团队通过对水稻34个调控穗发育的关键基因过表达，鉴定到一个调控水稻粒型的关键转录因子基因 OsMADS47 。该基因过表达后的水稻粒型呈细长粒，敲除后籽粒则呈短圆粒。
研究表明，该转录因子可被水稻粒型发育调控蛋白激酶磷酸化修饰，导致其稳定性增强，进而抑制了粒长负调控基因 GS3 和粒宽正调节基因 GW8 的表达。同时，有关磷酸酶则通过去磷酸化拮抗这一过程。这种“磷酸化—去磷酸化”动态平衡精准调控籽粒横向和纵向的细胞分裂，最终决定籽粒形态。
进一步研究发现，通过精准调控 OsMADS47 表达水平，可同步提升粒长与单株产量。该研究为水稻粒型改良提供了重要靶点，为水稻高产优质育种提供了新策略。
作科所副研究员房静静和淳雁为论文共同第一作者，作科所研究员李学勇为论文通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、中国农业科学院科技创新工程等项目资助。
相关论文信息：https://doi.org/10.1002/advs.202501946
