Новый мутант риса 'low grain weight' влияет на размер зерна, регулируя экспрессию GW7

Исследовательская группа под руководством профессора У Юэцзиня из Хэфэйского института физических наук (HFIPS) Китайской академии наук (CAS) выделила мутант риса Oryza sativa под названием low grain weight (LGW, низкий вес зерна). Учёные доказали, что мутация LGW приводит к уменьшению длины зерна за счёт снижения удлинения и пролиферации клеток.

Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Plant Science.

Вес зерна является основным фактором, определяющим урожайность риса, и тесно связан с размером зерна. Однако, несмотря на десятилетия исследований, лежащие в основе молекулярные механизмы регуляции размера зерна оставались неясными.

В этом исследовании команда получила мутант риса с мелким зерном LGW с помощью мутагенеза ионным пучком. С помощью позиционного клонирования они обнаружили, что LGW представляет собой новый аллельный вариант гена ломкого стебля BC12.

По словам исследователей, сайт мутации LGW расположен в области сигнала ядерной локализации BC12, что повлияло на его ядерную локализацию. Сверхэкспрессия этого гена могла значительно увеличить длину зерна и вес тысячи зёрен.

«Мы можем утверждать, что LGW является позитивным регулятором, контролирующим длину зерна», — заявил первый автор исследования Е Яфэн.

LGW/BC12 влиял на размер зерна, напрямую связываясь с промотором гена длины зерна GW7 и регулируя его транскрипцию.

BC12 является типичным геном ломкого стебля, и мутации в нём приводят к фенотипу ломкости соломы, однако у мутантов LGW хрупкость стебля не была очевидной. Предполагается, что LGW/BC12 зависит от своих различных биологических функций в регуляции синтеза клеточной стенки и размера зерна.

«Эти результаты показывают, что LGW играет важную роль в регуляции размера зерна, а манипулирование этим геном открывает новую стратегию для регулирования веса зерна у риса», — сказал Е Яфэн.