7月29日，The Plant Cell在线发表了中国科学院植物所宋献军研究组题为The ubiquitin-interacting motif-type ubiquitin receptor HDR3 interacts with and stabilizes the histone acetyltransferase GW6a to control grain size in rice的研究论文。该研究揭示了HDR3-GW6a分子模块调控水稻籽粒大小的分子机制。
籽粒大小是影响水稻产量的重要因素之一。已有的研究表明，组蛋白乙酰转移酶 GRAIN WEIGHT 6a (GW6a) 对水稻的籽粒大小和产量具有关键作用。然而，GW6a 影响水稻籽粒大小的基因调控依然不清楚。
在这项研究中，研究人员发现 GW6a 与泛素受体HOMOLOGUE OF DA1 ON RICE CHROMOSOME 3 (HDR3) 相互作用。过表达HDR3 的转基因水稻可产生更大的籽粒，而敲除HDR3则产生更小的籽粒。细胞学数据表明，与GW6a 类似，HDR3 通过改变小穗壳中的细胞增殖调节调节籽粒的大小。进一步研究发现，HDR3 以泛素依赖性方式与 GW6a 相互作用并稳定GW6a，延缓26S 蛋白酶体对GW6a的降解，从而导致H3和H4 组蛋白的乙酰化显著增强。
此外，RNA测序和染色质免疫沉淀分析表明，HDR3 和 GW6a 与一组常见的下游基因的启动子结合并对其进行调节。遗传分析表明，HDR3与GW6a在相同的遗传途径中发挥作用以调节籽粒大小。
因此，该研究揭示了水稻籽粒大小调控的新机制，并且HDR3-GW6a分子模块可作为提高作物产量的一个潜在靶标。
HDR3-GW6a分子模块调控水稻籽粒大小的模式图
