时间：2024-12-09 13:32 来源：中国农业科学院作物科学研究所 RuBisCO是光合作用中决定碳同化速率的关键酶，但因其催化速率低和底物特异性差，也被称为“低效率酶”。因此，提高该酶的催化活性成为提升光合作用效率的重要靶标之一。RuBisCO是由8个大亚基（RbcL）和8个小亚基（RbcS）组成的复合体，其中小亚基在其组装及稳定全酶结构方面发挥着重要作用，是RuBisCO实现催化活性所必需的。目前对于RuBisCO小亚基的功能研究很少，尚不清楚其对水稻光合生理和生长发育的影响。
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。
作科所已毕业博士生周昱婕为该论文的第一作者，周文彬研究员为该论文的通讯作者。该研究得到“科技创新2030”—农业生物育种重大项目、国家自然科学基金、中国农科院创新工程等项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1111/pbi.14535
