中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所作物耕作與生態(tài)創(chuàng)新團隊利用基因編輯技術對光合作用關鍵酶RuBisCO的小亞基編碼基因 OsrbcS 進行多基因和多位點編輯，創(chuàng)制了一系列突變體材料，并解析了RuBisCO小亞基特定位點調控水稻光合效率及產(chǎn)量形成的生理與分子機制。相關研究成果發(fā)表在《植物生物技術（Plant Biotechnology Journal）》上。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(fā)現(xiàn)在田間條件下， OsrbcS 突變導致水稻生長發(fā)育遲緩、抽穗延遲和產(chǎn)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(shù)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(fā)現(xiàn)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(chǎn)量提供了參考和可行思路。