释放水稻的产量潜力：研究表明，三个基因是关键

中国科学院遗传与发育生物学研究所李云海博士领导的一个研究小组发现了一种控制水稻粒径和产量的新型遗传机制，为提高全球粮食产量提供了有前景的策略

这项研究发表在美国国家科学院院刊上，是CAS和海南大学的合作。它揭示了三个关键组成部分——OsMED23、OsJMJ703和OsWOX3A——是如何共同影响水稻籽粒发育的

粒径是影响作物产量的关键因素，但调节它的分子途径仍然知之甚少。研究人员发现，OsMED23是细胞“介体”复合物的一种成分，有助于调节基因活性，它与组蛋白去甲基化酶（OsJMJ703）和转录因子（OsWOX3A）结合形成分子三联体。

这三种成分起着阻遏物的作用，降低了限制谷物生长的两个重要基因GW2和OsLAC的活性。通过降低这些基因上特定表观遗传标记（H3K4me3）的水平，这三个基因有效地使它们沉默，从而允许更大、更重的谷物

实验表明，禁用OsMED23或OsJMJ703会导致谷物变小变轻，而过表达这些基因会产生相反的效果——更饱满、更重的谷物。田间试验证实了实际影响：与常规品种相比，额外种植OsMED23或OsJMJ703的水稻产量显著更高。这突显了三人组作为作物改良遗传杠杆的潜力

这一发现加深了人们对表观遗传调控和转录因子如何共同作用以塑造谷物性状的理解。与之前专注于单个基因的研究不同，这项工作揭示了一个协调的网络，为精确育种提供了多个目标

虽然这项研究的重点是水稻，但该机制可能对小麦和玉米等具有相似遗传成分的其他主要作物产生更广泛的影响。这些发现还突显了表观遗传编辑的潜力——修改DNA上的化学标记——以微调作物性状，从而可能彻底改变农业实践

总之，这项研究不仅解决了植物生物学中一个长期存在的难题，还为更智能和可持续的农业打开了大门。通过利用OsMED23、OsJMJ703和OsWOX3A的力量，研究人员离培育用更少的资源养活更多人的作物又近了一步 More information: Luojiang Huang et al, The Mediator subunit OsMED23 associates with the histone demethylase OsJMJ703 and the transcription factor OsWOX3A to control grain size and yield in rice, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2419464122

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences