科技创新进展：研究揭示水稻PRC2复合体成员GW9/OsEMF2b调控粒型新途径
11月21日，Plant Biotechnology Journal在线发表了我所钱前院士团队和杭州师范大学薛大伟教授团队合作完成的题为“GW9 determines grain size and floral organ identity in rice”的研究论文，揭示了水稻PRC2（Polycomb Repressive Complex 2）蛋白复合体成员GW9/OsEMF2b调控水稻籽粒大小和花器官分化的新机制。
图1. 高秆大粒材料gw9
PRC2蛋白复合体具有甲基转移酶活性，可以通过对组蛋白H3第27位赖氨酸的三甲基化修饰(H3K27me3)来抑制靶基因的转录。目前已经发现PRC2蛋白复合体在植物的胚乳发育、种子休眠、株高、开花抽穗、花器官分化等生理进程中发挥着重要作用，然而PRC2蛋白复合体如何调控籽粒大小的分子机制仍不清楚。
图2. C2H2-ZnF是调控籽粒的重要结构域
该研究发现C2H2-ZnF是GW9决定籽粒大小的重要结构域，VEFS则是调控花器官一致性的主要功能域。作为籽粒大小的负调控因子，GW9能够通过PRC2复合体招募H3K27me3来抑制下游靶基因的表达，从而调控籽粒的发育，而其自身又受E3泛素连接酶GW2的泛素化调控。
该论文阐明了GW2-GW9-靶基因的分子遗传调控网络，拓展了PRC2复合体的功能，进一步丰富了泛素化和表观修饰调控水稻株型和籽粒发育的分子遗传网络，为水稻的高产分子设计育种打下了理论基础。
图3. GW9可被E3泛素连接酶GW2泛素化
该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。我所博士研究生文艺、胡鹏博士和杭州师范大学方云霞博士为该论文的共同第一作者。我所钱前院士、胡江研究员和杭州师范大学薛大伟教授为该论文的共同通讯作者。研究得到了南京农业大学熊国胜教授的大力支持。
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbi.14234