本发明公开了一种分离克隆的控制水稻谷粒粒长和粒重性状的主效基因GS3，该基因的DNA序列如SEQ ID NO：1所示，序列全长为7883bp，包含5个外显子，共编码232个氨基酸。通过生物信息学技术预测该蛋白质具有一些保守结构域，包括PEBP-like结构域，跨膜结构域，TNFR/NGFR蛋白质家族富含半胱氨酸结构域和VWFC同源结构域。其cDNA序列如SEQ ID NO：2所示。利用水稻三个大粒品种和三个小粒品种比较测序，发现在7.9kb范围内大小粒品种间只存在一个共同的碱基差异，位于GS3的第二个外显子结尾处，由小粒品种中的半胱氨酸(TGC)突变为大粒品种中的终止密码子(TGA)。该突变造成GS3基因在大粒品种的提前终止，并导致了178个氨基酸(包括部分PEBP-like结构域和其它3个保守的结构域)的缺失。本发明还公开了其制备方法。
