研究揭示水稻每穗粒数和粒型大小协调发育机理

中科院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所林鸿宣院士研究组发现并鉴定了控制水稻每穗粒数和粒型大小双重发育过程的关键基因GSN1，揭示了水稻每穗粒数和粒型大小协调发育的分子遗传机理。相关研究成果近日发表于《植物细胞》。

水稻产量性状是由多基因控制的复杂数量性状，容易受到环境变化的影响。水稻产量主要由每株有效分蘖数、每穗粒数和粒重三个因素决定。这三个内部要素之间相辅相成，共同决定水稻的产量。然而学界对植物种子大小和种子数量决定的分子平衡机制却知之甚少。

研究人员筛选出一个粒型增大、粒重增加，但是每穗粒数明显减少的突变体GSN1，并且成功克隆了GSN1基因。该基因编码一个定位于细胞质的双特异性磷酸酶。在籼稻和粳稻中，分别抑制GSN1的表达可以使得水稻粒型增大、每穗粒数减少；增强GSN1的表达使得粒型减小、每穗粒数增加，这表明GSN1协调水稻每穗粒数和粒型大小双重发育过程。

专家表示，这项研究对于理解禾本科作物花序形态建成以及可塑性的分子调控机理具有重要意义，为作物产量的遗传改良提供了新的分子模块和策略。