作者:种康等 来源:《自然—通讯》 发布时间:2013-3-8 9:54:05
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水稻产量研究获进展
 
来自中科院植物研究所、中国科学院大学等处的研究人员发表了题为“The interaction between OsMADS57 and OsTB1 modulates rice tillering via DWARF14”的文章,证实通过水稻MADS57与TB1之间相互作用,结合miR444a负调控,靶向D14 (Dwarf14),可控制水稻分蘖,这对于水稻产量研究具有重要意义。相关成果公布在《自然—通讯》(Nature Communications)杂志上。
 
文章的通讯作者是现任中国科学院植物研究所副所长的种康(Kang Chong)教授。其主要研究方向为环境应答功能基因组,开花与春化作用分子机理以及水稻拟南芥器官发生的分子机理研究。郭思义博士和徐云远研究员作为该文共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家863项目和国家973项目的资助。
 
水稻的分蘖是决定产量的一个重要农艺性状。适当的分蘖数目直接决定水稻的产量。水稻的分蘖不仅是直接调控产量的一个关键农艺性状,同时也是在植物生物学中决定株型建成的一个核心科学问题。然而直到现在对于它的分子调控网络仍然知之甚少。
 
MADS转录因子家族在真菌、动物和植物中高度保守。以往对于MADS转录因子家族成员的遗传互作分析表明它们参与了开花、花器官特征决定和发育、胚胎发育和分生组织分化等植物生长发育的各个重要过程。过去的研究发现,MADS转录因子家族成员MADS57主要表达于植物营养组织中,表明其可能在植物发育过程中发挥了独特的作用。
 
在这篇文章中,研究人员以水稻突变株系和转反义株系为材料,解析了MADS57的功能及分子机理。他们研究人员发现一种激活标记mads57-1和MADS57过表达突变株系显示分蘖增多,而MADS57转反义株系则分蘖较少。证实了MADS57具有控制营养器官侧芽分化和分蘖形成的功能。
 
遗传和分子生物学实验证实,MADS57直接与独脚金内酯(新激素)受体基因D14启动子上CarG模体结合,抑制了D14的转录。MADS57可受到miR444a的负调控,导致MADS57表达抑制。此外,研究人员证实水稻TCP家族成员TB1与MADS57蛋白互作,可削弱OsMADS57对D14转录的抑制作用。
 
新研究揭示了一个miRNA/MADS/TCP/D14 (miMTD)水稻分蘖调控新网络。在这一网络中, MADS57直接抑制了D14的表达,影响了独脚金内酯信号传导,控制了水稻水稻分蘖。这一抑制作用受到MADS57与OsTB1相互作用的调控。此外,miR444a靶向并对MADS57进行了负调控。发现的这一miMTD水稻分蘖调控机制,在水稻高产分子设计育种方面具有重要的应用潜力。(来源:生物通 何嫱)

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