研究揭示細胞自噬調控水稻籽粒發育的分子機制

　　近日，華南農業大學農學院教授謝慶軍團隊研究揭示了細胞自噬通過降解THOUSAND-GRAIN WEIGHT 6（TGW6）蛋白調節水稻籽粒發育的分子機理，為水稻產量和品質的協同改良提供了新見解。相關成果在線發表于New Phytologist。

　　水稻細胞選擇性自噬降解TGW6調節籽粒發育模式圖。研究團隊 供圖

　　在人口不斷增長和環境惡化的背景下，糧食安全是全球關注的重大戰略問題。提高作物的產量和品質是保證糧食安全的關鍵。粒型是控制產量與品質的重要因素，通過揭示水稻粒型與品質的調控網絡，可為水稻高產優質新品種的選育提供重要理論基礎和新靶點。

　　該研究報道了細胞自噬作為真核生物在進化過程中高度保守的重要降解途徑，對水稻籽粒的粒型和品質的調控起著重要作用。當水稻自噬相關基因Autophagy-related 9b（OsATG9b）或Autophagy-related 13a（OsATG13a）發生突變時，籽粒變小，且堊白率增加。相反，過表達OsATG9b或OsATG13a則提高籽粒的大小與品質。TGW6已被報道調控籽粒大小和品質，已成功用于高產優質水稻品種的分子育種。

　　該研究揭示了選擇性細胞自噬通過降解TGW6調控籽粒發育。TGW6通過典型的Atg8相互作用基序與Autophagy-related 8（OsATG8）相互作用，然后被招募到自噬體中進行降解。OsATG9b或OsATG13a表達量的改變都會導致籽粒生長發育時期的TGW6發生相應變化。遺傳分析證實，在osatg9b或osatg13a突變體中敲除TGW6可以部分恢復其籽粒大小的缺陷，表明TGW6是自噬調控籽粒發育的底物之一。

　　論文通訊作者謝慶軍表示，該研究表明自噬是調節水稻籽粒大小與品質的關鍵調節通路，以及提供了利用自噬相關基因OsATG9b和OsATG13a達到高產優質新品種選育的潛在可能。