
植物种子和器官大小是十分重要的农艺性状,其调控机制也是一个基本的发育生物学问题。但是,植物是如何进行这一调控的,其机理尚不明确。
中科院遗传与发育生物学研究所李云海研究组最近鉴定出一个具有较小的种子、较短的花器官和叶片的突变体stn1。基因克隆表明,STN1编码了G蛋白γ亚基AGG3。过表达STN1/AGG3产生大种子、花器官和叶片。同时,在拟南芥中过表达油菜同源基因BrSTN1也能够产生较大的种子和器官,暗示植物特异的STN1/AGG3基因在作物高产育种中具有潜在的应用价值。细胞生物学分析表明,STN1通过调控细胞分裂从而影响细胞的数目以及器官的最终大小和形态。STN1/AGG3定位于细胞质膜。遗传学分析显示,STN/AGG3调控器官大小的功能依赖于G蛋白α亚基(GPA1)和G蛋白β亚基(AGB1)。
该研究发现了STN1/AGG3是植物种子和器官大小调控的重要因子,揭示了G蛋白信号途径调控植物种子和器官大小的新功能。该研究在理论上为进一步理解植物种子和器官大小调控的分子机理提供了新的线索;在实践上也将为作物高产育种提供理论基础。该研究结果发表于3月份出版的New Phytologist上