科学家发现调控水稻颗粒大小和数量的新分子机制

在线发表于《自然—植物》上的三项独立研究介绍了调控水稻颗粒尺寸和数量的一种新的分子机制。这三个研究小组通过不同的方法发现了数个生长调控因子（GRF）被小RNA分子miR396抑制，而这些生长调控因子控制了谷物颗粒的大小和数量，这意味着它们可能成为未来研究庄稼大幅增产的目标方向。

水稻产量一般可通过两种方式增加：增加植物花朵或小穗的数量，从而增加谷物颗粒数量，或者增加谷物颗粒的大小。

在第一项研究中，Shaoqing Li等人研究了杂交水稻为何比其亲本系具有更多数量的小穗。他们发现，miR396的表达在杂交品种中受到抑制，由此miR396对GRF6基因的抑制也不再起效。研究人员发现，GRF6基因表达的增加激活了植物荷尔蒙的生物合成和信号释放，最终促进了小穗发育。

在另外两项研究中，Chengcai Chu、 Mingfu Zhao等人和Yunhai Li、Xudong Zhu等人研究了GRF4基因的两种不同类型——均能大大增加谷物颗粒重量。他们发现，这两种GRF4基因含有的变异会让其对miR396的抑制变得敏感。Chu等人发现GRF4基因表达的增加激活了另一种植物荷尔蒙的反应，之后促进了谷物颗粒的发育，增加了颗粒大小。Yunhai Li等人则发现，GRF4基因通过与转录辅助激活因子（一种帮助激活基因表达的蛋白）相互作用，也能增加谷物颗粒大小和重量。

这三项研究共同揭示了miR396-GRF机制在多分子通路中对颗粒产量的调控作用。虽然都受控于miR396，但GRF6和GRF4是通过不同的机制增加谷物产量。这些发现或有助于指导未来高产水稻多样品种的育种。
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