中新网武汉10月27日电 谷粒大小不仅是决定水稻产量的要素之一，还对谷粒的外观品质有着重要影响。华中农业大学张启发院士课题组，近日在谷粒大小和粒型的调控研究方面取得重大进展。《美国科学院院刊》发表了该组的研究论文，证实了水稻中GS3基因控制水稻籽粒大小，发现了该基因中控制籽粒大小的关键区域，命名为OSR。
据文章第一作者生科院博士生茆海亮介绍，由于谷粒大小是水稻生产中的重要性状，张启发课题组从1997年就开始了对控制水稻粒形基因GS3的研究，直到2006年找到这个基因，历时9年。在此基础之上，该组近年来对该基因的功能做了深入的研究，证实了GS3是调控谷粒大小的主要基因，揭示了基因所编码蛋白的结构与功能之间的关系。
他们发现该基因编码的蛋白存在相互对抗的前后两个部分，GS3蛋白内首尾两部分之间的“博弈”最终决定籽粒的大小。没有GS3蛋白(或该蛋白无功能)的品种的稻谷为长粒型(长度约10毫米)，含有完整GS3蛋白的水稻品种粒型中等(约8毫米)，而只有OSR的水稻品种的谷粒为短粒(约6毫米)。
专家研究还发现，几乎所有的优良粳稻品种都带有完整的GS3蛋白，表现为中等粒型，优良长粒型籼稻品种的GS3蛋白无功能，通过对该基因的导入和替换，能有效地改变水稻品种的粒型，表明GS3对水稻的产量和品质有重要的决定作用，是粒型的变异和演化的主要决定因子之一。
茆海亮还提到，他们在其他物种中，包括玉米，大麦，大豆等也发现了GS3同源的基因，并且OSR在这些同源基因中都存在，说明这些基因有可能也控制着相应物种种子大小。因此该研究成果在品种改良中将有着重大应用前景，首先该基因变异可作为分子标记直接应用于水稻籽粒大小的选育，提高水稻的产量;其次，根据水稻的研究信息，可以对其他物种的GS3同源基因进行克隆，从而指导相应物种的品种改良。
