科學家揭示多個翻譯后修飾協作調控水稻種子大小的新機制

近日，中國科學院植物研究所研究員宋獻軍等揭示了多個翻譯后修飾協作調控水稻種子大小的新機制。相關研究成果發表于《自然—通訊》。

我國未來農業的發展面臨諸多挑戰，隨著人民生活水平的不斷提高，在確保糧食安全，高產穩產的同時，也要滿足人們對于優質糧的需求。水稻是我國的主糧作物，籽粒大小決定了稻米的產量和品質。

宋獻軍團隊在此前的研究中，克隆了一個編碼組蛋白乙酰化酶的基因GRAIN WEIGHT 6a (GW6a)，可正向調控水稻籽粒大小和單株產量，但并不清楚對于GW6a依賴的籽粒大小調控的基因網絡。

基于上述問題，科研人員利用酵母雙雜交文庫篩選方法，鑒定并驗證了兩個已知的水稻籽粒大小正調控因子OsMAPK6和CLG1。通過進一步研究，他們發現OsMAPK6和CLG1能夠分別對GW6a蛋白進行磷酸化和泛素化的修飾。這些翻譯后修飾都增加了GW6a的蛋白穩定性，這與已報道的OsMAPK6和CLG1生化效應截然不同，且鑒定到的兩個主要GW6a磷酸化位點（絲氨酸142和蘇氨酸186）在水稻籽粒大小調控中發揮重要作用。

此外，遺傳學實驗證據表明，存在分子模塊OsMAPK6-GW6a和CLG1-GW6a非加性地正調控水稻籽粒大小。這種非加性的調控方式也在對下游基因的表達調控和對GW6a蛋白的穩定調控中得到證實。

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https://doi.org/10.1038/s41467-024-48786-0

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