近日,中國農業科學院作物科學研究所作物基因組選擇育種創新團隊與中國農業大學種子科學與技術中心合作,解析了玉米轉錄因子Opaque2激活RNA聚合酶共有亞基ZmRPABC5b,進而影響玉米籽粒發育和淀粉、醇溶蛋白積累的分子機制。7月5日,相關研究成果在線發表于《核酸研究(Nucleic Acids Research)》。
RNA聚合酶對細胞生長和發育非常重要。玉米是重要的糧食作物,也是籽粒發育研究的模式植物,玉米籽粒大小是決定籽粒產量的重要因素,關于玉米籽粒發育調控已有諸多基因報道,但RNA聚合酶在這一過程中的作用尚不清楚。
該研究克隆了玉米籽粒發育缺陷突變體的功能基因 Dek701 ,發現其編碼的ZmRPABC5b是RNA聚合酶I、II和III的共有亞基。該基因突變導致三種RNA聚合酶功能缺失,嚴重影響RNA生物合成、植物激素反應和淀粉積累相關基因的轉錄,進而影響玉米胚乳中的細胞增殖和激素水平。進一步研究發現,該基因的表達受轉錄因子Opaque2調控,后者與該基因啟動子結合,在玉米馴化過程中其啟動子受到強烈的人工選擇。本研究工作所揭示的玉米發育調控新機制,對玉米高產優質育種具有重要借鑒意義。
作科所與中國農大聯合培養已畢業博士生陳全全為該論文第一作者,作科所劉允軍副研究員、中國農業大學王建華教授和顧日良教授為共同通訊作者。作科所王國英研究員、付俊杰研究員參與了此工作。該研究得到了國家自然科學基金、中央本級重大增減支項目以及現代農業產業技術體系等項目的資助。
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