水稻所钦鹏/李仕贵教授团队揭示OsBSK2正调控水稻籽粒大小

水稻产量主要由单株有效穗数、每穗实粒数和千粒重三大因素构成，粒型直接决定水稻千粒重。研究水稻粒型的遗传和分子调控机制，对改良水稻粒型、提高千粒重和水稻产量具有十分重要的意义。

2022年5月20日，钦鹏/李仕贵教授团队在 Journal of Experimental Botany（TOP，IF=6.992）在线发表了题为“OsBSK2, a putative brassinosteroid-signaling kinase, positively controls grain size in rice”的研究论文。该研究证实水稻油菜素内酯信号激酶OsBSK2通过影响细胞扩张，正调控籽粒大小。

图 1  R498与glw10表型比较

本研究中，作者从重穗型杂交稻骨干亲本蜀恢498（R498）的EMS诱变突变体库中鉴定到一份粒长和千粒重显著下降的突变体glw10 (grain length and grain weight 10)（图1）。定位克隆表明，GLW10编码一个假定的油菜素内酯信号激酶（brassinosteroid-signaling kinase）OsBSK2。OsBSK2蛋白定位于细胞膜，且正确的膜定位对其功能是必须的。水稻中一共有5个BSK基因，表达模式分析表明OsBSK1-1和OsBSK1-2在穗部表达相对较低，而OsBSK2/3/4在幼穗高表达。与OsBSK2功能相似，OsBSK3和OsBSK4的干涉植株也表现为粒长变短，千粒重下降。进一步研究发现，OsBSK2能形成同源二聚体，并且能与OsBSK3和OsBSK4形成异源二聚体，推测水稻中BSK可能以同源或异源二聚体的形式正调控籽粒大小。此外，作者证实OsBSK2能与BR受体激酶OsBRI1直接互作，但遗传实验表明 OsBSK2可能是独立于BR信号通路调控籽粒大小（图2）。本研究揭示了水稻中BSK基因调控生长发育的生物学功能，为水稻粒型改良提供了新的基因资源。

图 2  OsBSK2可能独立于BR途径调控籽粒大小

袁华副教授、博士研究生许正艳和陈薇兰讲师为本文共同第一作者，钦鹏教授和李仕贵教授为共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金（31771760, 32001489）和四川省杰出青年科技人才项目（2020JDJQ0040）的资助。

原文链接：https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erac222/6590004?searchresult=1

（撰稿：袁华     审稿：吴先军）