科技日報北京12月12日電 （記者瞿劍）北京時(shí)間今天凌晨2時(shí)，國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》以研究論文形式，在線(xiàn)發(fā)表了我國科學(xué)家一項有關(guān)水稻分枝（蘗）形成機制研究的突破性進(jìn)展——中國農科院作科所萬(wàn)建民課題組與南京農大作物遺傳和種質(zhì)創(chuàng )新國家重點(diǎn)實(shí)驗室合作，首次在遺傳和生化層面上證實(shí)了一種被稱(chēng)為“D53”的蛋白參與調控水稻分蘗的機理，為水稻亞種間雜交優(yōu)勢利用提供了有用材料。
    水稻包括秈、粳兩個(gè)亞種。此前的雜交稻由于均屬亞種內雜交（即秈秈雜交、粳粳雜交），單產(chǎn)提高已逼近極限；更大的增產(chǎn)空間，公認需由亞種間雜交（即秈粳雜交）獲得。但秈粳雜交種普遍植株偏高、易倒伏，育性差、結實(shí)率低，培育分蘗少、莖稈粗壯、穗大的理想株型難（其中分蘗是產(chǎn)量形成的基礎）。為此，該課題組從水稻分蘗、部分顯性矮稈、理想株型等角度開(kāi)展了探索性研究。
   研究人員利用一個(gè)部分顯性水稻矮化多分蘗突變體（dwarf 53，即d53，由日本九州大學(xué)惠贈）進(jìn)行測定，表明d53是一個(gè)獨腳金內酯不敏感突變體。通過(guò)精細定位和圖位克隆，獲得了位于水稻第11號染色體短臂末端的D53基因。該基因編碼一個(gè)新的在結構上與I類(lèi)Clp ATPase類(lèi)似的核蛋白。功能分析發(fā)現，在獨腳金內酯存在的條件下，D53蛋白可與兩個(gè)已知的獨腳金內酯信號分子D14、D3互作，形成D53-D14-SCFD3蛋白復合體，D53蛋白被泛素化，進(jìn)而特異地被蛋白酶體系統降解，誘導下游目標基因的表達以及獨腳金內酯信號的響應。它揭示的水稻分蘗機理，為實(shí)現水稻理想株型奠定了基礎；它尋找發(fā)掘顯性矮稈基因的努力，使水稻亞種間雜交優(yōu)勢利用成為可能。
    中科院遺傳所李家洋院士課題組，利用其發(fā)現的水稻矮化多分蘗突變體e9也獨立完成相關(guān)實(shí)驗并得到了與本研究相似的結論。相關(guān)論文發(fā)表在同期《自然》上。