水稻籽粒大小是决定水稻产量的重要农艺性状。 迄今为止，多个颗粒基因已被报道在 G 蛋白信号传导、泛素蛋白酶体降解、丝裂原激活蛋白激酶、植物激素信号传导和转录调控途径中发挥作用。 其中，G蛋白由三个亚基组成：Gα、Gβ和Gγ。 它主要作为信号转导中的分子开关来调节植物的生长发育。 在水稻中，鉴定出1个Gα基因（RGA1）、1个Gβ基因（RGB1）和5个Gγ同源基因（RGG1、RGG2、GS3、DEP1和GGC2）。 现在已经清楚，G 蛋白信号传导参与调节植物生长发育和籽粒大小。 然而，G蛋白信号如何调节下游基因表达的分子机制仍不清楚。
图 1. GR5 与 Gγ 亚基相互作用来调节水稻籽粒大小。
研究人员发现，水稻Gγ亚基与AP2家族转录因子GR5相互作用，通过调节下游靶基因的表达来控制细胞数量和大小，从而决定水稻籽粒大小的分子机制。 该研究丰富了G蛋白信号调控粒形发育的遗传网络，为水稻高产育种提供了新的理论基础。
图 2. GR5 参与调节籽粒发育的 G 蛋白信号传导的示意图。
该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、海南省院士创新平台专项研究基金的资助。 我所博士研究生王月英、博士研究生陆阳和助理研究员于海平为该论文的共同第一作者。 我所钱谦院士、胡江研究员和南京农业大学熊国胜教授为该论文的共同通讯作者。
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