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提高水稻单产对全球粮食安全具有重要的意义。水稻单株产量由粒重、穗粒数和有效穗三因素决定。其中，粒数和粒重是改良的关键性状，克隆这两个性状的功能基因，并揭示粒数和粒重形成的分子机制非常重要。西南大学水稻团队近期在国际知名期刊《自然通讯》（Nature Communications）发表研究成果，揭示水稻粒重和粒数形成的分子机制。

10月3日，《自然通讯》在线发表了西南大学水稻研究所题为《qRBG1/OsBZR5启动子自然变异引起水稻增产》（Natural variation in the promoter of qRBG1/OsBZR5 underlies enhanced rice yield）的最新研究成果。该研究从单片段代换系（SSSL）构建开始，历时18年。SSSL是集功能基因鉴定和分子设计育种于一体的理想遗传育种材料。研究利用粳型亲籼SSSL-Z499图位克隆1个籼、粳亚种间粒型分化的关键基因qRBG1/OsBZR5。该基因通过同时影响细胞扩张和细胞分裂调控水稻籽粒大小。在日本晴背景中含有来自籼型恢复系西恢18的稀有等位变异基因qRBG1Z的单片段代换系Z4994表现长、宽大粒；与日本晴相同的Hap I粳稻品种呈现典型的短、宽粒；与qRBG1Z序列接近的Hap V、Hap VI和Hap Ⅳ等籼型品种呈现典型的细长粒。

qRBG1为非典型的BES1/BZR1家族新成员OsBZR5，不同于水稻中已报道的OsBZR1-OsBZR4。qRBG1缺少3个重要的保守结构域，负调控水稻籽粒大小，而OsBZR1–OsBZR4正调控水稻籽粒大小。通过一系列实验表明，qRBG1/OsBZR5和OsBZR1协同抑制BR合成途径基因D2,而拮抗介导BR信号途径调控籽粒大小的基因OFP1。该研究阐明了通过OsGSK2–qRBG1–OsBZR1–D2–OFP1调控水稻籽粒大小的新分子机制(图2)，为提高水稻产量提供了新途径。西南大学为论文署名单位，赵芳明教授、何光华教授为共同通讯作者，博士生张秋丽、教师吴仁鸿为共同第一作者。研究由国家自然科学基金、国家地区联合基金及科技创新重大项目等资助。

（来源：农学与生物科技学院）