RuBisCO是光合作用中決定碳同化速率的關鍵酶，但因其催化速率低和底物特異性差，也被稱為“低效率酶”。因此，提高該酶的催化活性成為提升光合作用效率的重要靶標之一。RuBisCO是由8個大亞基（RbcL）和8個小亞基（RbcS）組成的復合體，其中小亞基在其組裝及穩定全酶結構方面發揮著重要作用，是RuBisCO實現催化活性所必需的。目前對于RuBisCO小亞基的功能研究很少，尚不清楚其對水稻光合生理和生長發育的影響。

 

　　研究團隊對具有不同編輯類型的 Osrbcs 突變體進行大田表型和生理特性分析，發現在田間條件下， OsrbcS 突變導致水稻生長發育遲緩、抽穗延遲和產量下降，并且RuBisCO的含量、活性及光合作用效率均顯著降低，葉片中碳水化合物含量減少。此外，部分突變體植株的分蘗數顯著減少，進一步分析表明，該部分突變體水稻莖基部的糖含量降低，調控水稻分蘗的關鍵蛋白含量減少，同時細胞分裂素相關途徑基因顯著上調，可能造成細胞分裂素含量降低從而減少分蘗。進一步對該部分突變體的RuBisCO全酶結構進行解析，發現與野生型沒有顯著差異，表明 OsrbcS 的突變并未影響RuBisCO蛋白的組裝以及結構。該研究為未來作物RuBisCO遺傳改造、從而提高作物光合作用效率及產量提供了參考和可行思路。

 

　　作科所已畢業博士生周昱婕為該論文的第一作者，周文彬研究員為該論文的通訊作者。該研究得到“科技創新2030”—農業生物育種重大項目、國家自然科學基金、中國農科院創新工程等項目的資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1111/pbi.14535