胡培松院士团队在稻米蒸煮食味品质形成调控基因挖掘和分子机理解析方面取得重要进展
近日，中国水稻研究所胡培松院士团队在 Nature Communications 期刊在线发表了题为“OsGATA7 and SMOS1 cooperatively determine rice taste quality by repressing OsGluA2 expression and protein biosynthesis”长篇研究论文，该成果破译了OsGATA7-SMOS1-OsGluA2分子模块调控稻米蒸煮食味品质形成的分子机理。
本研究鉴定到转录因子OsGATA7参与稻米蒸煮食味品质的形成，该基因突变后会显著改变稻米胚乳的理化性质，进而改变米饭蒸煮和质构特性，最终降低了米饭食味值。结合多组学数据联合分析和生化实验手段，转录因子OsGATA7能直接结合 SMOS1 的启动子并激活其表达，进而调控稻米蒸煮食味品质。SMOS1通过招募PRC2复合物中的LC2蛋白抑制稻米中蛋白质合成关键基因 OsGluA2 的表达，引起 SMOS1 突变体中蛋白质含量显著增加。
图1. 转录因子OsGATA7和SMOS1协同调控稻米蒸煮食味品质
研究表明， OsGATA7 和 SMOS1 过表达材料水稻种子中蛋白质含量均显著下降，同时改善了米饭的蒸煮特性和质构特性，进而提升了米饭食味综合评分，表明 OsGATA7 和 SMOS1 是稻米蒸煮食味品质形成的正向调控因子。利用 OSGATA7 和 SMOS1 突变体材料，通过杂交方法创制双突材料，其稻米蒸煮食味品质评价相关参数均与 SMOS1 单突保持一致，进一步明确OsGATA7通过直接调控 SMOS1 的表达影响稻米蒸煮食味品质的形成。
图2. SMOS1单倍型分析、遗传材料创制及食味品质评价
利用网上公布的3K水稻种质资源对 SMOS1 和 OsGATA7 进行单倍型分析，鉴定到相应优异单倍型 OsGATA7 Hap1 和 SMOS1 Hap1 ，表现为蛋白质含量降低和米饭食味值提升。此外，我们还鉴定到 OsGluA2 的优异单倍型 OsGluA2 LET 。最后，我们创制了3个目标基因优异单倍型渗入系材料，并完成稻米食味品质评价分析。本研究阐明OsGATA7-SMOS1-OsGluA2模块调控稻米蒸煮食味品质形成的分子机制，将为稻米食味品质改良提供了新的理论依据和基因资源。
该研究得到中央公益性科研院所基础研究基金、中国农科院创新工程、浙江省自然科学基金、国家自然科学基金、农业科技创新计划、黑龙江省前沿农业科学项目、云南省科技项目的资助。博士研究生曹妮为第一作者，博士生周蔚和赵凤利副研究员为论文共同第一作者，胡培松院士为通讯作者，邵高能研究员和唐绍清研究员为共同通讯作者。
文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-58823-1