中国农业科学｜广西大学农学院高维维课题组探究OsDREB1J在水稻籽粒大小调控中的功能

籽粒大小是决定稻米外观品质和产量的重要农艺性状，直接影响水稻产量。生长素、脱落酸、油菜素内酯、赤霉素、茉莉酸等植物激素参与植物生长发育的众多重要过程，在种子发育过程中也起重要作用。AP2/ERF、bHLH等转录因子可通过与下游靶基因启动子的特异性顺式作用元件结合，激活或抑制下游靶基因的转录，参与响应逆境胁迫，同时也参与水稻种子籽粒大小的调控过程。探索水稻AP2/ERF转录因子家族成员调控水稻籽粒大小机制在生物学上具有重大意义。

近期，广西大学农学院高维维课题组完成的题为“OsDREB1J调控水稻籽粒大小的功能研究”的研究在《中国农业科学》2025年第58卷7期正式发表。

通过同源重组法克隆OsDREB1J（LOC_Os08g43200），利用生物信息学、实时荧光定量PCR（qRT-PCR）等技术对该基因的基本特性、组织表达特性及在激素下的表达模式等进行分析；利用酵母异源表达、水稻原生质体瞬时表达、烟草瞬时表达技术分析该基因的转录活性和亚细胞定位；利用遗传转化体系获得该基因的过表达和基因敲除水稻突变体，并运用表型分析技术对其粒型进行分析。

• 生物信息学分析结果显示，该基因序列全长为711 bp，编码236个氨基酸；OsDREB1J蛋白不具有跨膜结构域，相对分子质量为27.47 kDa，理论等电点为5.54，具有AP2/ERF家族特有的AP2保守结构域。

OsDREB1J的生物信息学分析

• 启动子元件分析发现，该基因启动子的顺式作用元件包括与激素响应、光响应、逆境胁迫响应等相关的元件。

• 亚细胞定位结果显示，OsDREB1J定位于细胞核。

• 实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析结果显示，OsDREB1J在水稻不同组织中均有表达，无组织特异性，但在穗中的表达量最高；同时，在不同激素处理下，OsDREB1J的表达受不同程度的诱导或抑制。

OsDREB1J蛋白的亚细胞定位

• 转录活性分析结果显示，OsDREB1J全长无转录自激活活性，但C端是转录自激活所必需的结构域。

OsDREB1J转录激活验证

• 表型分析结果表明，osdreb1j突变体的粒长、长宽比、千粒重显著高于ZH11，OsDREB1J过表达转基因水稻则相反，改变OsDREB1J的表达不影响水稻籽粒的粒宽。

OsDREB1J转基因水稻粒型相关表型

综上，OsDREB1J可能是通过调控籽粒细胞的长度而非细胞增殖和细胞扩展来影响籽粒大小的。

广西大学农学院韦萍为该文的第一作者，高维维老师为该文通信作者。

该研究获得国家自然科学基金青年基金（32301749）、广西自然科学基金青年基金（2024GXNSFBA010324）的资助。

全文链接：

《OsDREB1J调控水稻籽粒大小的功能研究》

引用文献：

韦萍, 潘炬忠, 朱德平, 邵胜雪, 陈珊珊, 韦雅倩, 高维维. OsDREB1J调控水稻籽粒大小的功能研究[J]. 中国农业科学, 2025, 58(8): 1463-1478.

WEI Ping, PAN JuZhong, ZHU DePing, SHAO ShengXue, CHEN ShanShan, WEI YaQian, GAO WeiWei. The Function of OsDREB1J in Regulating Rice Grain Size[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(8): 1463-1478.