宋献军研究组揭示一个调控水稻籽粒大小的新通路
图. TGW3对OsIAA10的磷酸化修饰，改变生长素遗传调控模块OsTIR1-OsIAA10-OsARF4的信号，决定水稻籽粒大小。
水稻是我国的重要主粮作物。籽粒大小是决定稻米外观品质和产量的重要农艺性状。近十多年来，水稻籽粒大小的调控机理研究取得了较大进展，许多重要相关基因被克隆和分析。不过，截至目前相关的遗传调控网络很少被报道；这极大局限了人们对籽粒大小调控机理的理解，也制约了其在作物高产优质分子育种实践中的利用。
中国科学院植物研究所宋献军研究组与其他科研人员以“背靠背”方式，在2018年报道过一个控制水稻谷粒长度和产量的遗传位点TGW3；其目标基因编码一个GSK3类型的蛋白激酶。在此基础上，借助酵母双杂交文库筛选技术，鉴定到TGW3的一个新的互作因子OsIAA10。研究发现，TGW3能够直接对OsIAA10蛋白的丝氨酸位点S68，S75和S97进行磷酸化修饰，而且这些丝氨酸位点的磷酸化，调控了水稻籽粒大小。进一步研究发现，OsIAA10的磷酸化，增加了与OsTIR1之间的互作和蛋白降解，同时也降低了其与OsARF4之间的蛋白互作（图）。与此同时，遗传学数据暗示，存在一个OsTIR1-OsIAA10-OsARF4介导的生长素信号通路，调控水稻籽粒大小。此外，生理学和分子生物学数据表明，TGW3还介导了水稻植株对油菜素内酯的反应，而且该效应能够通过上述信号通路进行传递。该研究揭示了一个调控水稻籽粒大小的新通路，也为进一步改良作物的相关农艺性状提供重要靶标。
该研究成果于2023年3月3日在线发表于国际知名学术期刊Cell Reports。中国科学院植物研究所的已毕业的博士研究生马铭，在读博士研究生沈少炎和白琛为论文共同第一作者，宋献军研究员为通讯作者。该研究得到中国科学院战略性先导科技专项（A类）和国家自然科学基金的资助。