近日，中國水稻研究所水稻品質遺傳改良創新團隊在水稻胚乳淀粉合成調控機理研究中取得重要進展。成功克隆了水稻質體丙酮酸酶基因OsPK2，證明該基因在水稻胚乳淀粉合成、淀粉復合顆粒發育及籽粒灌漿過程中起著重要的作用，為水稻品質遺傳改良提供了重要理論基礎。
該研究以從中花11突變體庫中篩選到的一個穩定遺傳的堊白突變體ospk2為研究對象，發現該突變體種子粒寬、粒厚、千粒重及單株產量顯著降低，且其胚乳中復合淀粉顆粒的形成及造粉體發育存在明顯異常，同時稻米品質發生明顯改變，總淀粉、直鏈淀粉含量顯著降低，脂肪含量顯著增加。此外，突變體ospk2的種子不耐貯藏，陳化后發芽率顯著降低。通過遺傳學以及分子生物學等手段發現突變體所表現出來的上述性狀特征是由一個編碼質體定位的丙酮酸激酶基因OsPK2突變導致。OsPK2（PKpα1）可以與其他三個質體丙酮酸激酶形成異源復合體，同時在突變體種子和葉片中以及突變基因表達蛋白的丙酮酸激酶酶活顯著降低。另外，ospk2突變體內多重代謝途徑（淀粉合成、脂肪酸合成、糖酵解途徑等）中的相關基因表達發生明顯變化。該研究進一步補充與完善了水稻胚乳淀粉合成的分子遺傳機理。
該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、國家科技重大專項的資助。博士研究生蔡怡聰和李三峰助理研究員為文章的共同第一作者，胡培松研究員和魏祥進副研究員為共同通訊作者。（通訊員 陳鎏琰）
文章鏈接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.12923
