隨著生活水平不斷提高，消費(fèi)者對稻米品質(zhì)也提出了更高要求。但目前高產(chǎn)水稻品種的品質(zhì)往往相對較差，而水稻的產(chǎn)量相對較低。如何解決“高產(chǎn)不，不高產(chǎn)”矛盾一直是水稻育種面臨的難題。

近期，*遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所傅向東研究組在水稻和高產(chǎn)性狀協(xié)同改良的研究中取得重要進(jìn)展，從長粒型美國粳稻品種 L204 中成功分離并克隆了一個控制稻米產(chǎn)量和品質(zhì)協(xié)同提升的重要基因 LGY3，該基因編碼一個 MIKC 型 MADS-box 家族蛋白 OsMADS1。研究發(fā)現(xiàn)，OsMADS1 轉(zhuǎn)錄因子可以直接與 G 蛋白γ亞基 DEP1 和 GS3 蛋白互作，共同調(diào)控下游靶基因的表達(dá)，揭示了 G 蛋白通過與 MADS 轉(zhuǎn)錄因子互作的全新分子調(diào)控機(jī)制，為深入研究 G 蛋白信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的分子基礎(chǔ)提供了新的切入點(diǎn)。

研究通過水稻種質(zhì)資源測序分析發(fā)現(xiàn)，在尼瓦拉野生稻和熱帶粳稻中存在一種新的變異類型，編碼一個 C 端截短的蛋白 OsMADS1lgy3。該等位變異可以讓稻米變得更加細(xì)長，有效減少堊白率和堊白面積，顯著提升了稻米在外觀、口感等方面的品質(zhì)。然而，在我國大面積種植的高產(chǎn)水稻品種中卻不含這種自然變異類型。研究表明，將等位基因 OsMADS1lgy3 引入我國現(xiàn)有高產(chǎn)雜交水稻后，在顯著提升稻米品質(zhì)的基礎(chǔ)上還可使其產(chǎn)量增加 7% 以上；將該等位基因 OsMADS1lgy3 和高產(chǎn)基因 dep1 聚合并應(yīng)用到常規(guī)稻育種中，不僅可顯著提升稻米品質(zhì)，還可提高水稻產(chǎn)量 10% 以上。DEP1-GS3-OsMADS1 分子模塊的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用有望解決水稻高產(chǎn)與之間的矛盾，未來可用于“超級稻”新品種培育，使得稻米能夠好吃又高產(chǎn)。