水稻是重要的粮食作物，全球超过半数以上的人口以其为主食，提高水稻单产对全球粮食安全具有重要的意义。水稻单株产量由粒重、穗粒数和有效穗三因素决定，其中，粒重不仅是产量性状，也是重要的品质性状。籽粒长、宽、厚构成了籽粒外型，进而决定了粒重大小。由于生活习惯不同，全球各地居民对大米外观和粒重的消费需求也不同。如我国华南地区喜食的丝苗米，要求籽粒细长，千粒重20g以下。小籽粒通常限制了水稻单产的提高，协同改良水稻产量和品质性状成为水稻育种中亟待解决的课题之一。

近日，中心水稻研究所种质资源创新团队在Plant Journal上发表了题为《Transcription factor OsNF-YC1 regulates grain size by coordinating the transcriptional activation of OsMADS1 in Oryza sativa L.》的研究论文，解析了OsNF-YC1-OsMADS1-OsMADS55通路在水稻粒宽发育中的分子调控机理。OsNF-YC1敲除突变体籽粒变窄、千粒重降低，但穗粒数增多，从而保持单株产量不变，这为利用生物育种手段协同改良水稻产量和品质提供了基因资源和育种策略。

本研究中，该团队利用CRISPR-Cas9技术敲除了OsNF-YC基因家族，发现OsNF-YC1基因功能缺失后籽粒变窄，粒宽和粒厚减小，粒重降低，穗粒数增多，单株产量无明显变化。RNAi转基因株系也表现类似的籽粒表型。细胞学观察表明颖壳细胞变小和数量减少是导致osnf-yc1籽粒变窄的主要原因。酵母文库筛选获得了一个与OsNF-YC1相互作用的蛋白OsMADS1，该互作得到了双分子荧光素酶互补BIFC和Pull-down实验的进一步确定。进一步研究发现，OsNF-YC1特异调控OsMADS1的转录激活活性，从而协同调控下游靶基因OsMADS55等的表达。在osnf-yc1突变体中超表达OsMADS55基因，转基因植株的籽粒宽和籽粒厚得到部分回复。以上结果表明证实了OsNF-YC1-OsMADS1-OsMADS55通路在水稻籽粒发育中的功能和作用机理，为利用水稻生物育种提供了基因资源和育种策略。