Nat commun | 中国农大张战营团队发现GNP3的自然变异决定了水稻的粒数和产量

本研究由中国农大张战营团队开展，聚焦于水稻每穗粒数（GNP）的调控机制。研究背景指出，GNP是决定水稻产量的关键因素，但乙烯调控穗发育的分子机制尚不明确。研究通过GWAS和图位克隆鉴定出GNP3基因，该基因编码OsMKKK22，能够磷酸化SAMS1并触发其降解，从而抑制乙烯生物合成。实验证明，gnp3-1突变体中乙烯过量积累导致粒数减少，而过表达GNP3则降低乙烯水平，促进穗分枝和增加籽粒产量。此外，籼稻亚种中的天然单倍型GNP3Hap-T能增强GNP3与SAMS1的相互作用，加速SAMS1降解，提高粒数。田间试验显示，过表达GNP3可使籽粒产量提高约20%。研究揭示了MAPK-乙烯调控模块，并强调GNP3Hap-T作为高产水稻育种的重要遗传资源。