發現調控水稻穎殼細胞形態關鍵基因—新聞—科學網

2021-01-08 科學網

 

上海交通大學農業與生物學院教授薛紅衛課題組與中科院分子植物科學卓越創新中心合作研究鑑定了一個重要的微管調控蛋白OsIQD14，其通過影響微管動態變化進而調控穎殼細胞形態及種子形態。相關研究成果近日在線發表於《植物生物技術雜誌》。

粒形在水稻產量和種子品質調控中具有重要作用。作為細胞骨架的重要構成成分，微管在細胞形態調控方面具有重要作用。利用擬南芥的研究證明微管結合蛋白（MAP）參與了細胞形態的調控，但是否可以通過調控穎殼細胞的微管排列方式進而調控作物種子形態，目前尚無相關報導。

研究人員發現，微管結合蛋白OsIQD14在穎殼細胞高表達，並被生長素誘導。其缺失突變體iqd14-C 的種子變短變寬（千粒重明顯增加），而過量表達材料的種子表現為細而長。OsIQD14定位於周質微管，通過影響微管延伸和收縮調控微管排列方式，進而導致細胞形態改變。鈣調蛋白Calmodulin以鈣依賴的方式結合OsIQD14進而調控OsIQD14的蛋白活性，提示鈣信號在微管排列方式變化中起重要作用。

這項研究不僅鑑定了一個調控水稻穎殼細胞形態進而影響水稻粒形的重要基因，也表明調控微管動態變化及排列可以作為水稻粒形調控的重要靶點，為作物育種提供了新的策略。

水稻IQD家族的同源蛋白GW5及GW5L也表現出與OsIQD14類似的表型，但是細胞膜定位的GW5通過調控油菜素甾醇（BR）信號進而調控種子寬度及重量，表明IQD家族蛋白成員通過不同的亞細胞定位及作用機制參與了水稻粒形的調控。

相關論文信息：https://doi.org/10.1111/pbi.13279

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