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籽粒大小是谷類作物的重要產量性狀，解析其調控機制對精準育種和提高作物產量至關重要。近日，中國科學院遺傳與發育生物學研究所、中國科學院植物研究所等揭示了LARGE3-OsHDT1調控水稻籽粒大小和粒重的新機制。LARGE3編碼含有PWWP結構域、兩個預測的核定位信號和一個LXXLL基序的組蛋白結合蛋白。large3突變體表現為粒長、粒寬及千粒重顯著增加，表明LARGE3負調控粒型。細胞學分析表明LARGE3主要通過調控細胞增殖過程影響粒型。進一步研究發現LARGE3與組蛋白去乙酰化酶OsHDT1互作，通過影響水稻組蛋白H4乙酰化水平負調控籽粒長度。LARGE3與OsHDT1的復合體可結合OsMKKK10啟動子區域，并通過降低該位點的組蛋白H4乙酰化水平，增加核小體密度，使染色質處于緊密狀態，從而抑制該基因表達。重要的是，在谷子中對LARGE3同源基因進行基因組編輯可產生大籽粒并提高產量。這些發現揭示了LARGE3-OsHDT1通過調控OsMKKK10組蛋白H4乙酰化，介導籽粒長度的表觀遺傳調控分子機制，為禾谷類作物高產育種提供了全新靶點。相關研究成果在線發表在《植物細胞》（The Plant Cell）上。研究工作得到國家重點研發計劃等的支持。論文鏈接LARGE3-OsHDT1調控籽粒大小的工作模型