水稻籽粒發育過程中，外部穎片和內部穎果的不平衡生長通常導致穎果產生缺口，其特征是成熟穎果腹側有可變長度的V型裂紋。研究表明，約有6%的水稻種質材料產生V型裂紋穎果，而在大籽粒水稻種質材料中，這一比例達16%。過量使用化肥、灌漿期溫度變化異常等環境因素誘導穎果產生V型裂紋。穎果V型裂紋導致稻米堊白增加和整精米率降低，影響水稻產量和品質。因此，揭示稻米V型裂紋的分子細胞學機制對于水稻生產具有重要意義，而目前對此機制尚缺乏了解。 　　中國科學院植物研究所王臺研究組利用Small and notched grain（Sng）突變體解析了穎果V型裂紋產生的分子細胞學機制。研究發現：水稻穎片細胞與穎果細胞的伸長方向是相互垂直的，而穎片細胞與器官相向伸長，穎果細胞與器官以相互垂直的方向伸長；穎片和穎果細胞在正交方向上伸長的獨特布局是穎果產生V型裂紋的重要細胞學基礎。結果顯示，Sng編碼一個422位精氨酸突變為組氨酸的α-微管蛋白突變體。這個點突變影響了突變蛋白與β-微管蛋白的結合能力和雜合二聚體的形成，從而降低了微管的穩定性和微管的橫向定向。這種微管動態的異常降低了穎片與穎果的細胞長度，但增加了它們的細胞寬（高）度，導致穎果變長和穎片變短，從而產生裂紋穎果。該研究闡明了穎果V型裂紋產生的細胞學基礎，揭示了α-微管蛋白的點突變引起水稻穎果V型裂紋的分子機制，對水稻高產優質品種培育和栽培有重要意義。 　　8月24日，相關研究成果在線發表在《新植物學家》（New Phytologist）上。研究工作得到中國科學院戰略性先導科技專項和國家重點研發計劃的支持。清華大學科研人員參與研究。