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籽粒大小是谷類作物的重要產(chǎn)量性狀，解析其調(diào)控機(jī)制對精準(zhǔn)育種和提高作物產(chǎn)量至關(guān)重要。近日，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、中國科學(xué)院植物研究所等揭示了LARGE3-OsHDT1調(diào)控水稻籽粒大小和粒重的新機(jī)制。LARGE3編碼含有PWWP結(jié)構(gòu)域、兩個(gè)預(yù)測的核定位信號(hào)和一個(gè)LXXLL基序的組蛋白結(jié)合蛋白。large3突變體表現(xiàn)為粒長、粒寬及千粒重顯著增加，表明LARGE3負(fù)調(diào)控粒型。細(xì)胞學(xué)分析表明LARGE3主要通過調(diào)控細(xì)胞增殖過程影響粒型。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)LARGE3與組蛋白去乙酰化酶OsHDT1互作，通過影響水稻組蛋白H4乙酰化水平負(fù)調(diào)控籽粒長度。LARGE3與OsHDT1的復(fù)合體可結(jié)合OsMKKK10啟動(dòng)子區(qū)域，并通過降低該位點(diǎn)的組蛋白H4乙酰化水平，增加核小體密度，使染色質(zhì)處于緊密狀態(tài)，從而抑制該基因表達(dá)。重要的是，在谷子中對LARGE3同源基因進(jìn)行基因組編輯可產(chǎn)生大籽粒并提高產(chǎn)量。這些發(fā)現(xiàn)揭示了LARGE3-OsHDT1通過調(diào)控OsMKKK10組蛋白H4乙酰化，介導(dǎo)籽粒長度的表觀遺傳調(diào)控分子機(jī)制，為禾谷類作物高產(chǎn)育種提供了全新靶點(diǎn)。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《植物細(xì)胞》（The Plant Cell）上。研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等的支持。論文鏈接LARGE3-OsHDT1調(diào)控籽粒大小的工作模型