中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所、植物分子遗传国家重点实验室林鸿宣研究员领导的研究组，在水稻产量相关功能基因研究上取得突破性进展，成功克隆了控制水稻粒重的数量性状基因GW2，并深入阐明了其生物学功能和作用机理。该基因在高产分子育种中具有重要应用前景。相关论文于4月8日在线发表于国际顶级遗传学杂志《自然·遗传学》（Nature Genetics）。

遗传改良或基因工程是提高作物产量的有效手段之一。寻找与高产相关的功能基因对水稻高产育种具有重要的理论意义和应用价值。粒重是决定水稻产量的关键要素之一，由多个基因控制的复杂数量性状，其分子遗传调控机理尚不清楚。

林鸿宣研究员指导博士生宋献军和黄巍等经过多年研究，成功克隆了控制水稻粒重的数量性状基因GW2。实验结果表明，GW2作为一个新的E3泛素连接酶，可能参与降解促进细胞分裂的蛋白，从而调控水稻颖壳大小、控制粒重及产量。当GW2功能缺失或降低时，其降解与细胞分裂相关蛋白的能力下降，从而加快细胞分裂，增加谷粒颖壳的细胞数目，进而显著增加水稻谷粒宽度、加快籽粒灌浆速度、增加粒重及产量。

研究人员通过分子标记选择方法将大粒品种的GW2基因导入小粒品种中培育成新株系。与大田种植的小粒品种相比，新株系每穗粒数有所减少，但由于粒重明显增加，单株产量显著增加，显示该基因在高产育种中具有利用价值。增产效果有待进一步的小区试验考察和验证。该研究成果为作物高产育种提供了具有自主知识产权和重要应用前景的新基因，为阐明作物产量和种子发育的分子遗传调控机理提出了新见解。

《自然·遗传学》杂志三位评审人对这项研究一致给予高度评价：“我们现在可以通过控制GW2的功能得到合适大小的水稻谷粒，在这一点上我相信这是一项在水稻产量育种史上有重要意义的工作”；“有关该基因定位克隆、序列分析和转基因表型鉴定以及E3泛素连接酶的功能实验是令人信服的”；“这是一篇将引起遗传工作者极大兴趣的力作，该论文通过大量而深入的实验包括基因定位克隆、基因结构分析、功能和表型鉴定等证明该基因控制水稻谷粒大小，为作物种子的遗传调控机理研究提出了有价值的见解。”

该研究得到国家科技部“十一五”863项目和上海市科学技术委员会的资助。