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李云海研究组等在水稻籽粒大小调控上取得新进展

  水稻是重要的粮食作物。其籽粒大小同产量密切相关。目前已经克隆了一些控制水稻种子大小的重要基因,但水稻种子大小调控的分子机理仍不清楚。中国科学院遗传与发育生物学研究所李云海团队与浙江省农科院王俊敏团队以及中国科学院大学柴团耀团队合作,揭示了一个OsMPK1在水稻籽粒大小调控上起重要作用,对提高作物产量有潜在的应用价值。 

 

  丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路在信号传递中起重要作用。MAPK磷酸酶(MKP)能够特异性的去除被激活的MAPK上的磷酸基团,从而使其失活。MAPK信号参与植物生长发育的多个方面。中国科学院遗传与发育生物学研究所李云海研究组以前的研究发现OsMKKK10-OsMKK4-OsMAPK6级联信号通路在调控水稻籽粒大小上发挥着重要作用(Xu et al., Molecular Plant 2018; Duan et al., Plant Journal 2014)。近日,李云海研究组与浙江省农科院王俊敏研究组以及中国科学院大学柴团耀团队合作,揭示了OsMKP1在调控水稻籽粒大小上的作用。OsMKP1丢失功能形成大的籽粒,而过表达OsMKP1导致籽粒变小。进一步分析显示OsMKP1能够同OsMAPK6相互作用,去磷酸化OsMAPK6,导致且使其失活。因此,这些研究揭示了OsMKP1通过抑制MAPK信号途径,决定籽粒大小的重要机制。 

 

  该研究结果于2018518日在线发表于The Plant Journal杂志(DOI:10.1111/tpj.13971)。李云海研究组徐冉博士、硕士研究生于海跃、浙江省农科院王俊敏博士以及李云海研究组段朋根博士为该论文的共同第一作者。该研究得到了科技部重大研发计划,国家自然科学基金和中科院先导专项B的资助。 

 

 图: OsMAPK6的可逆磷酸化调控水稻籽粒大小