中国农业科学院作科所在水稻光合作用关键酶RuBisCO作用机理研究中取得新进展

        中国农业科学院作物科学研究所作物耕作与生态创新团队利用基因编辑技术对光合作用关键酶RuBisCO的小亚基编码基因 OsrbcS 进行多基因和多位点编辑，创制了一系列突变体材料，并解析了RuBisCO小亚基特定位点调控水稻光合效率及产量形成的生理与分子机制。相关研究成果发表在《植物生物技术（Plant Biotechnology Journal）》上。研究团队对具有不同编辑类型的 Osrbcs 突变体进行大田表型和生理特性分析，发现在田间条件下， OsrbcS 突变导致水稻生长发育迟缓、抽穗延迟和产量下降，并且RuBisCO的含量、活性及光合作用效率均显著降低，叶片中碳水化合物含量减少。此外，部分突变体植株的分蘖数显著减少，进一步分析表明，该部分突变体水稻茎基部的糖含量降低，调控水稻分蘖的关键蛋白含量减少，同时细胞分裂素相关途径基因显著上调，可能造成细胞分裂素含量降低从而减少分蘖。进一步对该部分突变体的RuBisCO全酶结构进行解析，发现与野生型没有显著差异，表明 OsrbcS 的突变并未影响RuBisCO蛋白的组装以及结构。该研究为未来作物RuBisCO遗传改造、从而提高作物光合作用效率及产量提供了参考和可行思路。