水稻是我国重要的主粮作物，籽粒大小是决定稻米外观品质和产量的重要农艺性状。近十多年来，水稻籽粒大小的调控机理研究取得了较大进展，许多重要相关基因被克隆和分析。但目前与之相关的遗传调控网络很少被报道，这极大局限了人们对籽粒大小调控机理的理解，也制约了其在作物高产优质分子育种实践中的利用。
2023年3月6日, Cell Reports在线发表了中科院植物所宋献军研究组的最新研究论文，该论文在此前研究中发现一个控制水稻谷粒长度和产量的遗传位点TGW3，其目标基因编码一个GSK3类型的蛋白激酶。在此基础上，研究人员借助酵母双杂交文库筛选技术，鉴定到TGW3的一个新的互作因子OsIAA10。研究发现，TGW3能够直接对OsIAA10蛋白的丝氨酸位点S68，S75和S97进行磷酸化修饰，而且这些丝氨酸位点的磷酸化，调控了水稻籽粒大小。进一步研究发现，OsIAA10的磷酸化，增加了与OsTIR1之间的互作和蛋白降解，同时也降低了其与OsARF4之间的蛋白互作。与此同时，遗传学数据暗示，存在一个OsTIR1-OsIAA10-OsARF4介导的生长素信号通路，调控水稻籽粒大小。此外，生理学和分子生物学数据表明，TGW3还介导了水稻植株对油菜素内酯的反应，而且该效应能够通过上述信号通路进行传递。该研究揭示了一个调控水稻籽粒大小的新通路，也为进一步改良作物的相关农艺性状提供重要靶标。
TGW3对OsIAA10的磷酸化修饰，改变生长素遗传调控模块OsTIR1-OsIAA10-OsARF4的信号，决定水稻籽粒大小
植物所已毕业的博士研究生马铭，在读博士研究生沈少炎、白琛为论文共同第一作者，宋献军研究员为通讯作者。该研究得到中科院战略性先导科技专项（A类）和国家自然科学基金的资助。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124723001985?via%3Dihub
宋献军研究员简介：
1999年, 西北农业大学获农学学士学位; 2002年, 西北农林科技大学获农学硕士学位; 2007年, 中科院上海生命科学院植物生理生态研究所获理学博士学位。2007年-2013年，在日本名古屋大学生物机能开发利用研究中心从事博士后研究。2013年任中国科学院植物研究所研究员。曾荣获2009年中国百篇优秀博士学位论文奖。任《西北植物学报》和Molecular Breeding 编委。在Nature、Nature Genetics、Genes & Development、Cell Research、Molecular Plant、Plant Cell 、PNAS等国内外著名学术期刊上公开发表论文十余篇，申请或授权国内专利2项，国际专利1项。
宋献军研究组主要从事水稻重要性状遗传和功能基因组学研究。现阶段主要包括以下内容的工作：1、水稻粒型和粒重调控的分子机理和基因网络；2、产量有利粒型和粒重性状位点的聚合研究；3、作物种子耐贮藏的遗传和分子机理。
