线粒体电子传递链位于线粒体内膜，由4个多重亚基的复合体构成（Complex I—Complex IV）。植物线粒体同时拥有一个交替的呼吸途径能够绕过经典的电子传递链，使电子传递链从Complex I 或Complex II直接到达Complex IV。这种交替的呼吸途径需要鱼藤酮不敏感的II型NAD(P)H脱氢酶（ND）。在植物中ND是一类小的基因家族。在拟南芥中一共存在7个ND家族成员，这些ND成员调控着拟南芥的生长、发育以及对非生物胁迫的耐受性。到目前为止，对于水稻中的ND家族成员，还未见其生物学功能被报道。

近日，洛阳师范学院生命科学学院郭明欣副教授在The Crop Journal（中科院一区，影响因子4.647）在线发表了题为“The mitochondria-localized protein OsNDB2 negatively regulates grain size and weight in rice”的研究论文，该研究通过超表达和基因编辑的转基因实验发现水稻中ND家族成员OsNDB2负调控水稻的籽粒大小。

研究者首先通过BlastP和结构域验证的方法发现水稻基因组中存在6个ND家族成员，进一步通过进化树分析发现这6个成员可以分为3个亚家族（OsNDA, OsNDB, OsNDC）。研究人员重点分析了OsNDB2的生物学功能。在水稻原生质体中进行瞬时转化的结果显示OsNDB2位于线粒体中。以粳稻品种‘空育131’作为转化受体，研究人员通过转基因的方法分析了OsNDB2的功能。研究人员发现超表达OsNDB2减小水稻的粒长、粒宽和千粒重，并降低了水稻的株高。通过CRISPR/Cas9技术敲除OsNDB2增加水稻的种子大小和千粒重。而且不同的等位突变体呈现不同的粒型表现：CRI-1突变体粒长不变，粒宽增加；而CRI-2和CRI-3突变体粒长增大，粒宽不变。研究者进一步通过扫描电镜分析了野生型、OE-2和CRI-3小穗外颖，发现OsNDB2主要是通过调控细胞大小从而影响水稻籽粒大小。该研究阐明了OsNDB2的生物学功能，而且为水稻粒型的改良提供了一个新的途径。

图1 通过CRISPR/Cas9系统敲除OsNDB2增大水稻的籽粒大小和粒重。