水稻研究所在水稻粒型粒重调控机制研究方面取得重要进展

5月18日，《植物生物技术杂志》(Plant Biotechnology Journal, IF=5.752)在线发表了我校水稻所独立完成的研究论文“OsmiR396c-OsGRF4-OsGIF1模体调控水稻粒型和产量”(The OsmiR396c-OsGRF4-OsGIF1regulatory moduledetermines grain size and yield in Rice)。该论文报道了一个控制水稻粒型粒重的主效QTL（GLW2）的图位克隆、功能分析和调控机制，是水稻产量性状解析和调控机制研究方面取得的重要进展。

粒重是水稻重要的产量构成因子之一，明确其遗传调控机制对于水稻高产育种具有重要意义。该研究利用一个水稻特大粒材料307R，通过构建多个近等基因系进行遗传剖分，成功克隆了一个控制水稻粒型粒重的主效QTL GLW2。功能分析显示GLW2位点编码一个植物生长调节因子OsGRF4，具有正向调控水稻粒重的功能。随后研究证实该基因受上游miRNA miR396的直接调控，OsGRF4基因内部miR396结合位点的2个碱基的变异降低了miR396靶向剪切OsGRF4的活性，从而导致大粒水稻表型。该研究还发现，OsGRF4蛋白在体外、体内均能与OsGIF1发生直接相互作用，后者的过量表达同样可以导致水稻的大粒表型。因此，该研究综合利用遗传、生化等手段系统证实了GLW2基因是控制水稻粒型粒重的关键基因，并解析了该基因的上下游可能的调控机制，从而建立了OsmiR396-OsGRF4-OsGIF1模体调控水稻粒型和产量的遗传途径。同时，该研究还对近等基因系及其配制的杂交稻的产量性状进行了评价，初步结果显示导入该基因可以较大幅度提高水稻产量（增幅达13.7%–28.0%），表明该基因在水稻高产育种中具有重要利用价值。

水稻研究所李双成研究员为第一作者，2013级博士生高烽焱为共同第一作者，李平教授为通讯作者。

论文链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.12569/full