科学家揭示多个翻译后修饰协作调控水稻种子大小的新机制

近日，中国科学院植物研究所研究员宋献军等揭示了多个翻译后修饰协作调控水稻种子大小的新机制。相关研究成果发表于《自然—通讯》。

我国未来农业的发展面临诸多挑战，随着人民生活水平的不断提高，在确保粮食安全，高产稳产的同时，也要满足人们对于优质粮的需求。水稻是我国的主粮作物，籽粒大小决定了稻米的产量和品质。

宋献军团队在此前的研究中，克隆了一个编码组蛋白乙酰化酶的基因GRAIN WEIGHT 6a (GW6a)，可正向调控水稻籽粒大小和单株产量，但并不清楚对于GW6a依赖的籽粒大小调控的基因网络。

基于上述问题，科研人员利用酵母双杂交文库筛选方法，鉴定并验证了两个已知的水稻籽粒大小正调控因子OsMAPK6和CLG1。通过进一步研究，他们发现OsMAPK6和CLG1能够分别对GW6a蛋白进行磷酸化和泛素化的修饰。这些翻译后修饰都增加了GW6a的蛋白稳定性，这与已报道的OsMAPK6和CLG1生化效应截然不同，且鉴定到的两个主要GW6a磷酸化位点（丝氨酸142和苏氨酸186）在水稻籽粒大小调控中发挥重要作用。

此外，遗传学实验证据表明，存在分子模块OsMAPK6-GW6a和CLG1-GW6a非加性地正调控水稻籽粒大小。这种非加性的调控方式也在对下游基因的表达调控和对GW6a蛋白的稳定调控中得到证实。

相关论文信息：

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