The Plant Cell | 中國農業大學農學院金危危教授課題組在玉米花序發育調控機制上取得新進展

2021-02-15 中國農業科學微平臺
近日，中國農業大學農學院金危危教授課題組在玉米花序發育調控機制上取得新進展：研究成果以「Ectopic Expression of the Transcriptional Regulator silky3 Causes Pleiotropic Meristem and Sex Determination Defects in Maize Inflorescences」為題，於2020年9月28日在The Plant Cell雜誌在線發表。

玉米是一種雌雄同株異花作物，具有獨特的花序結構，其雄花序（雄穗）著生於植株的頂端，而雌花序（雌穗）著生於植株中部的葉腋之中。玉米花序的形態建成是一個複雜的過程，受眾多基因的精確調控。然而，與擬南芥、水稻等植物相比，目前對玉米花發育分子調控機理的研究仍然較少。

課題組鑑定了一個玉米花序發育缺陷突變體Silky3（Si3），該突變體雌雄花序在發育過程中表現出多方面的缺陷，包括雌雄花序上各類分生組織的確定性和小花中器官身份的缺失，以及雄穗的小穗性別完全顛換等。遺傳分析表明Si3突變受一個半顯性基因控制；利用圖位克隆策略對Si3基因進行克隆，發現該基因是一個功能未知的蛋白。進一步分析表明Si3蛋白可能是一個轉錄調節抑制因子。突變體雄穗幼穗的轉錄組數據也支持Si3基因可能具有抑制基因表達的功能。在Si3突變體中，控制花序發育的相關基因bd1、zmm14和si1的表達模式也發生了相應改變。通過測定雄穗幼穗的茉莉酸（JA）和赤黴素（GA）含量，發現Si3突變體雄穗中的激素平衡變得更加適合於雌蕊發育，通過施加外源茉莉酸能夠完全抑制Si3雄穗小穗性別顛換的突變表型。

綜上所述，本研究揭示了Si3基因的異位表達幹擾了多個花發育基因調控通路，從而導致了Si3花序複雜的突變表型。對Si3基因在花序中的調控機制進行解析，將有助於挖掘和完善玉米花發育的調控網絡。

該研究由植物生理學與生物化學國家重點實驗室、國家玉米改良中心、金危危教授課題組完成。金危危教授為該論文的通訊作者，博士生羅海山為第一作者；中國農業大學農學院董朝斌教授也參與了部分工作。該研究得到了國家自然科學基金和科技部重點研發計劃的支持。

論文連結：

https://doi.org/10.1105/tpc.20.00043


中國農業科學微平臺

CAAS_ChinaAgriSci
歡迎關注、分享、投稿

相關焦點

  • 中國農大任華中課題組在黃瓜果刺發育調控研究中取得進展
    2018年6月1日，Horticulture Research在線發表了中國農業大學園藝學院任華中
  • Plant Physiology | 中國農業科學院作科所耕作與生態創新團隊揭示玉米乾旱冷害聯合脅迫的生理和分子機制
    ，乾旱緩解冷害造成損傷的光合生理、代謝及分子機制。2月5日，相關研究論文在Plant Physiology雜誌上在線發表。據周文彬研究員介紹，在全球氣候變化日益加劇的背景下, 多重聯合脅迫對作物生長發育及作物產量形成的不利影響日益顯著。因此，需要通過培育耐受聯合脅迫的新品種或採用栽培調控技術來提高作物對多重聯合脅迫的耐受性。
  • Plant Cell︱植物根毛細胞命運轉換的分子基礎研究新進展
    更廣泛地說，本研究闡明了逆境條件和植物細胞命運控制之間的一種新的調控聯繫。文章連結：http://www.plantcell.org/content/early/2020/05/05/tpc.19.00773IN BRIEF 文章連結：http://www.plantcell.org/content/early/2020/05/05/tpc.20.00313推薦閱讀：Molecular
  • 中國農業大學PNAS解析玉米基因組印記新進展
    中國農業大學PNAS解析玉米基因組印記新進展 　　近日來自中國農業大學農業生物技術國家重點實驗室和國家玉米改良中心的研究人員獲得了玉米基因組印記
  • 近期，山東農業大學研究團隊在植物科學領域取得一系列進展
    來源 | 山東農業大學近日，山東農業大學科研團隊在蘋果側根形成、植物生長發育、蘋果響應乾旱脅迫等調控機制方面取得多項研究成果國家傑出青年基金獲得者、生科學院張彥教授和李廈教授團隊長期從事核輸入蛋白信號途徑調節植物生長發育方面的研究，近期取得了一系列成果。
  • Plant Cell | 細胞分裂素信號在玉米葉片發育中的關鍵調控作用
    其中，在包括玉米在內的禾本科植物葉片中，沿著近端-遠端（P-D）軸的極性生長更為明顯，該極性包括近端的鞘、遠端的葉片以及耳廓和葉舌形成的醒目的形態邊界【1】。對葉片模式形成的遺傳基礎研究是植物發育生物學的重點。
  • 中國農大在基因組印記調控機制研究中取得重要進展
    近日，Genome Research在線發表中國農大賴錦盛教授課題組題為「Parent-of-origin-dependent nucleosome organization correlates with genomic imprinting in maize」研究論文，在玉米基因印記表觀調控機制上取得新進展
  • 青島農業大學張忠華教授研究成果在《The Plant Cell》發布
    近日，青島農業大學園藝學院院長張忠華教授與中國農業科學院蔬菜花卉研究所孫進京副研究員進行合作，聯合中國農業科學院深圳農業基因組研究所，首次發現黃瓜中全雌基因（Female）是獲得新功能的基因ACS1G，並深入研究了其作用機制，提出了黃瓜雌花和雄花多樣性發育的分子模型。
  • 人才強校 | 張小蘭教授課題組黃瓜果長調控新進展在Plant Cell發表
    該研究克隆和功能解析了黃瓜上一個編碼MADS-box家族的轉錄因子FRUITFULL (CsFUL1)，揭示了CsFUL1基因參與黃瓜果長變異的分子調控機制。在黃瓜栽培馴化過程中，影響黃瓜果實長短差異的關鍵調控因子及其分子機理仍知之甚少。MADS-box家族轉錄因子在植物生殖發育和作物產量提高等發麵發揮了重要作用，其中MADS-box轉錄因子FRUITFULL (FUL) 在擬南芥中控制果莢開裂，在番茄中影響果實成熟，而黃瓜中FUL的同源基因是否參與果實發育尚不清楚。
  • 學校資源植物與環境工程創新團隊在《The Plant Cell》發表論文
    學校資源植物與環境工程創新團隊在《The Plant Cell》發表論文 近日，青島農業大學資源植物與環境工程創新團隊成員、農學院教授孔英珍及其合作者揭示了植物精細調控細胞壁果膠質甲酯化修飾程度的新機制。
  • 山東農業大學李廈團隊揭示根分生區發育轉錄調控新機制
    Plant Cell | 山東農業大學李廈團隊揭示根分生區發育轉錄調控新機制責編 | 逸雲根尖分生區幹細胞的不斷分裂分化保證根的持續生長Meristem Through an Importin and its Two Antagonistic Cargos的研究論文，揭示了揭示根分生區發育過程中PLT1的轉錄調控機制。
  • J HAZARD MATER | 西北農林科技大學張雅林教授現代藥物研發團隊在小菜蛾代謝殺蟲劑分子機理方面取得新進展
    近日，西北農林大學植物保護學院張雅林教授現代藥物研發團隊在Journal of Hazardous
  • PNAS | 華中農業大學玉米糰隊和美國加州大學合作解析玉米簇生花序形成的遺傳基礎
    PNAS-FAS1.pdf近日，《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)在線發表了我校玉米糰隊張祖新教授和美國加州大學伯克利分校
  • Plant Cell | 遺傳所周奕華研究組在細胞壁高級結構形成調控研究中取得新進展
    細胞壁是多糖組成的複雜網絡結構，這些多糖經摺疊、交聯，形成適應植物生長發育所需的細胞壁高級結構。研究細胞壁高級結構形成的精準調控機制是植物學新的學科前沿。 而乙醯化修飾對木聚糖構象及其與其他細胞壁成分的結合具有重要調控作用。但由於所鑑定的相關酶極為有限，細胞壁乙醯化修飾控制機制仍不清楚。中國科學院遺傳與發育生物學研究所周奕華研究組於2017年在Nature Plants上報導了木聚糖主鏈乙醯酯酶BS1，揭開了多糖乙醯化精準控制研究的帷幕。
  • 中國農業大學研究團隊發現內質網信號肽酶Mn6在玉米籽粒發育過程中...
    責編 | 奕梵　　玉米籽粒發育過程中基因表達與生理過程密切相關，研究玉米籽粒發育的分子機制有助於指導分子育種。內質網I型信號肽酶是一種重要的、保守的酶，其在蛋白質的成熟過程中通過切割前蛋白質的信號肽區域而促使其成為成熟的分泌型蛋白，從而發揮關鍵作用。
  • Plant Journal | 水稻花序結構和分生組織發育調節的分子機制
    水稻的主要分枝在其螺旋狀葉體中產生並在分枝上形成花（小穗），分枝和小穗的排列模式、分枝數量、長度等均會影響花序結構並最終影響產量，因此，對調控水稻花序發育（葉序模式或節間長度的調節）的遺傳機制的研究至關重要【1】。花序結構從莖頂端分生組織（shoot apical meristem， SAM）轉化並在營養生長期產生葉原基，因此與分生組織的活性密切相關。
  • 玉米G蛋白可同時調控發育及免疫機制—新聞—科學網
    吳慶鈺供圖 玉米的綜合產量提高依賴於株型的優化與抗病性的提高，而二者往往相互拮抗。因此，確定既控制發育信號又控制免疫信號的關鍵調節機制對於最大化生產率至關重要。12月18日，美國《國家科學院院刊》（PNAS）發表中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所（以下簡稱資源區劃所）最新成果，解析了玉米信號開關分子G蛋白對發育及免疫信號的雙重調控機制，為平衡發育及免疫應答
  • Plant Cell|細胞分裂素調控植株再生新機制
    近日，生命科學學院、植物發育與環境適應生物學教育部重點實驗室向鳳寧教授團隊在植株再生調控機制上取得重要突破。該論文以山東大學為第一和通訊作者單位，研究團隊劉振華助理研究員、博士後代學煥及已畢業博士李娟為共同第一作者，向鳳寧教授為通訊作者。
  • Molecular plant︱復旦大學黃建勳團隊及其合作者揭示葫蘆科全基因組加倍及其關鍵的形態和分子創新
    本文展示了127個新測序的轉錄本和基因組，結合其他資料庫，總共136個葫蘆科代表物種，以此建立了一個葫蘆科系統發育，這包含有8個高度分辨的主要支系。文章分析了全基因組加倍(WGD)、多樣性動態和祖先形態，發現早期基因組複製事件後，在始新世早期氣候最適宜的情況下，花、果和根的性狀發生了一波多樣化和形態創新。
  • 陳三鳳教授課題組生物固氮調控機理研究取得重要進展
    生物學院陳三鳳教授課題組在生物固氮調控機理研究方面取得重要進展，發現了一種獨特而新穎的固氮調控機制。陳三鳳教授課題組研究發現GlnR作為一種轉錄因子，同時正負調控固氮類芽孢桿菌中固氮基因的表達。有2個GlnR-binding sites分布於固氮基因簇（nifBHDKENXhesAnifV）啟動子上下遊。