水稻粒形是影響其產量的重要因素，也是重要的商品性狀。不同地域的人們對米粒外形的喜好不同，因此調控水稻籽粒的長寬比成為育種目標之一。科學家前期研究發現，G蛋白信號對水稻籽粒長度有正調控作用，但其分子機理尚不清楚。
中國科學院院士、中科院植物研究所研究員種康研究組與中科院院士、華中農業大學教授張啟發團隊、中科院遺傳與發育生物學研究所研究員傅向東團隊開展合作研究，發現E3泛素連接酶CLG1，能夠泛素化G蛋白γ亞基GS3，并介導GS3通過內涵體途徑降解，改變G蛋白信號，調控米粒長度。科研人員此前獲得的T-DNA插入突變體clg1-1（Chang Li Geng1-1）具有長粒表型。圖位克隆和轉錄分析發現，CLG1編碼一個E3泛素連接酶，clg1-1中CLG1表達明顯升高。進一步實驗證明，CLG1能夠通過K63-linked的泛素鏈對底物蛋白GS3進行修飾，被修飾的全長形式GS3-2能夠被分選進入ESCRT復合體，最終在溶酶體/液泡中降解；而截短形式的GS3-4在細胞膜上滯留。分析不同品種基因組序列多態性，發現CLG1蛋白的Arg163Ser改變與核心種質的粒長性狀顯著相關，并且CLG1163S有更高的連接酶活性。上述結果揭示出一種內涵體降解途徑調控粒形的新機制，CLG1-GS3模塊為水稻分子設計育種提供了新的基因資源。
相關研究成果于7月1日在線發表在Molecular Plant上。研究工作得到國家重點研發計劃和中國現代農業產業技術體系項目的資助。
A.質譜分析顯示GS3蛋白多個位點發生泛素化修飾。B.修飾后的GS3-2被挑選運輸至內涵體。C.優異等位基因分析顯示CLG1基因與水稻粒長直接相關。D.泛素連接酶CLG1直接靶向并泛素化Gγ亞基GS3-2，泛素化修飾的GS3-2被在內膜系統降解，強化G蛋白信號，產生“長粒粳”水稻。
日期：2021-07-06
中國科學院院士、中科院植物研究所研究員種康研究組與中科院院士、華中農業大學教授張啟發團隊、中科院遺傳與發育生物學研究所研究員傅向東團隊開展合作研究，發現E3泛素連接酶CLG1，能夠泛素化G蛋白γ亞基GS3，并介導GS3通過內涵體途徑降解，改變G蛋白信號，調控米粒長度。科研人員此前獲得的T-DNA插入突變體clg1-1（Chang Li Geng1-1）具有長粒表型。圖位克隆和轉錄分析發現，CLG1編碼一個E3泛素連接酶，clg1-1中CLG1表達明顯升高。進一步實驗證明，CLG1能夠通過K63-linked的泛素鏈對底物蛋白GS3進行修飾，被修飾的全長形式GS3-2能夠被分選進入ESCRT復合體，最終在溶酶體/液泡中降解；而截短形式的GS3-4在細胞膜上滯留。分析不同品種基因組序列多態性，發現CLG1蛋白的Arg163Ser改變與核心種質的粒長性狀顯著相關，并且CLG1163S有更高的連接酶活性。上述結果揭示出一種內涵體降解途徑調控粒形的新機制，CLG1-GS3模塊為水稻分子設計育種提供了新的基因資源。
相關研究成果于7月1日在線發表在Molecular Plant上。研究工作得到國家重點研發計劃和中國現代農業產業技術體系項目的資助。
A.質譜分析顯示GS3蛋白多個位點發生泛素化修飾。B.修飾后的GS3-2被挑選運輸至內涵體。C.優異等位基因分析顯示CLG1基因與水稻粒長直接相關。D.泛素連接酶CLG1直接靶向并泛素化Gγ亞基GS3-2，泛素化修飾的GS3-2被在內膜系統降解，強化G蛋白信號，產生“長粒粳”水稻。
日期：2021-07-06
