水稻粒型大小是重要的产量和品质性状。在已知的多个调控水稻籽粒大小的通路中，G 蛋白信号途径非常重要，但是其作用机制还有许多未解之谜。Hippo信号通路最早在动物中发现，它在控制动物的器官大小和癌症发生等方面发挥重要作用，但是对于植物Hippo信号通路的组成和作用却知之甚少。

程佑发研究团队近年来对植物Hippo信号通路开展研究，在拟南芥中发现Hippo信号通路参与调控生长素和茉莉酸介导的植物生长发育（Cui et al., 2016, PLoS Genetics; Guo et al., 2020, Plant Physiology）。通过进一步对Hippo信号通路中的关键组分蛋白激酶OsSIK1和支架蛋白OsMOB1A在水稻中的作用及机制的研究发现，过表达OsSIK1或OsMOB1A都导致水稻籽粒变大，而基因敲除都会造成籽粒变小，说明OsSIK1和OsMOB1A是水稻籽粒大小的正调控因子。生化实验发现OsSIK1与OsMOB1A互作，而OsSIK1通过磷酸化OsMOB1A调节其稳定性。研究还发现调控水稻籽粒大小的关键因子G蛋白γ亚基DEP1和GS3能够与OsSIK1互作，从而影响OsSIK1与OsMOB1A的相互作用以及OsSIK1对OsMOB1A的磷酸化；而且G蛋白在体内调节OsMOB1A的稳定性。遗传分析表明，G蛋白位于Hippo信号通路的上游，在同一遗传通路中发挥调控籽粒大小的作用。该研究结果揭示了G蛋白通过调控Hippo信号通路控制水稻籽粒大小的分子机制，为提高产量提供了潜在的靶基因。

图：G蛋白通过调控Hippo信号通路控制水稻籽粒大小的工作模型

该研究成果于2025年12月24日在线发表于国际学术期刊The Plant Cell上。中国科学院植物研究所特别研究助理周芳芳博士为论文第一作者，程佑发研究员为通讯作者。该研究工作得到国家重点研发计划项目、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、黄三角农高区种康院士工作站和国家盐碱地综合利用技术创新中心项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1093/plcell/koaf288