近日，广西农业科学院水稻所水稻分子育种团队在国际权威期刊《Theoretical and Applied Genetics》(中科院一区，IF：5.4) 在线发表了《Identification of an adaptor protein 2σ gene for OsTGW12 to determine grain weight and potentiate quality breeding in rice》的研究论文，这是该团队在水稻高产与优质协同改良中取得的重要进展。

千粒重既是决定水稻产量的关键因子，也是影响稻米品质的重要性状。最近，广西农业科学院郭嗣斌和长江大学沙爱华等研究人员通过图位克隆鉴定了一个新的千粒重基因OsAP2σ。他们在前期工作中从小粒野生稻（Oryza minuta）导入系K1561和栽培稻G1025构建的重组自交系中定位到一个影响水稻千粒重的QTL OsTGW12，位于第12染色体，包含32个注释的编码基因。本研究中，研究者通过分子标记辅助选择，经过11次回交和2次自交获得了一个近等基因系NIL-G1025，并最终定位到OsTGW12的主效基因ORF16，该基因编码连接蛋白亚基（adaptor protein (AP) subunit 2σ），参与真核细胞中网格蛋白介导的内吞作用（clathrin-mediated endocytosis, CME）。OsAP2σ基因第四外显子上的A266G突变（氨基酸E89G）会造成粒长、粒宽、粒厚、粒重均降低。此外，在G1025中超表达K1561-OsAP2σ89E能够增加水稻粒长、粒宽和粒重，而超表达G1025-OsAP2σ89G却没有这样的效果；在中花11中RNAi干涉OsAP2σ则会降低粒长、粒宽和粒重。共免疫沉淀质谱（Co-IP-MS）、酵母双杂交（Y2H）和荧光素酶互补（LUC）实验证明，OsAP2σ与参与甲硫氨酸代谢途径的关键酶OsSAMS1之间有互作。此外，OsAP2σ和OsSAMS1都定位在细胞膜和细胞核中。转录组分析表明，OsAP2σ会影响CME、MAPK激酶信号途径、生长素运输以及水稻籽粒发育等相关基因的表达。

该研究鉴定到影响水稻千粒重的新基因，明确了基因内G266A SNP通过影响细胞数量来影响籽粒大小的作用。而OsAP2σ和OsSAMS1的互作也将CME和水稻籽粒发育过程中的S-甲硫氨酸代谢建立了联系。

广西农业科学院水稻所的李孝琼副研究员、北京科技大学的李焕改讲师和广西农业职业技术大学的谢科副研究员为该文共同第一作者，广西农业科学院水稻所的郭嗣斌研究员与长江大学沙爱华教授为共同通讯作者，广西农业科学院水稻所为第一完成单位。该研究得到了国家自然科学基金（31960402）、广西自然科学基金重点项目（2025GXNSFDA069006）和面上项目（2025GXNSFAA069083）的支持。