水稻SAR1蛋白通过参与细胞微管解聚影响籽粒形状和大小
邓祝云¹，刘玲童¹， 李唐¹，严长杰²，王台^1*

¹中国科学院植物研究所，中国科学院植物分子生理学重点实验室，北京 100093.
²扬州大学农学院，江苏225009.
*通信作者：Tel: 010-62836210; E-mail: twang@ibcas.ac.cn 

摘要
    水稻籽粒的形状和大小不仅直接影响了籽粒的千粒重，是水稻产量的重要决定因素之一，而且还决定了我们食用的稻米的形状和外观，是大米的外观品质的决定因素。我们利用籽粒长度变短，呈现为圆形的突变体sar1（small and round kernel mutant），研究了SAR1调控籽粒性状与大小的机制。发现SAR1编码一个驱动蛋白。sar1的籽粒变圆表型是由于稃片细胞的长度变短，使得小花在完成形态分化后，其稃片的伸长受到了影响，导致形成的成熟稃片长度短于野生型；变短的稃片又进而限制了包裹在稃片内部的颖果的发育，使发育的颖果表现出被挤压变形变短的表型；最终整个籽粒呈现出长度变短、形状变圆的表型。纯化的Sar1蛋白具有微管解聚活性，其解聚活性随着蛋白浓度的升高而增大。药物实验结果显示sar1突变体对微管解聚剂的敏感性降低，而对微管稳定剂的敏感性升高，表明SAR1基因突变导致微管的解聚动态降低，使微管稳定性增加。综上可见，SAR1是一个影响水稻籽粒形状和大小的基因，其编码的蛋白具有微管解聚活性，并能利用其解聚活性参与微管动态的调节，促进微管的快速变化，以利于细胞的快速伸长，进而对稃片细胞的大小产生影响，而稃片细胞的大小最终直接决定了水稻稃片的形状和大小，进而间接的决定了颖果及食用胚乳的形状和大小。

关键词：SAR1；籽粒；微管