作者:邱锐 来源:中国科学报 发布时间:2012-8-17 5:4:33
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科学家发现水稻长日照下开花调控机制
 
本报讯(见习记者邱锐)近日,在科技部、农业部和国家自然科学基金委项目的资助下,中科院遗传与发育生物学所植物基因组学国家重点实验室的储成才小组成功揭示出水稻长日照开花的调控机制。相关成果日前在线发表于国际期刊《植物细胞》。
 
据了解,水稻是一种短日照植物,然而处于长日照条件下的东北三省地区却是中国水稻的主产区之一。北方水稻为什么在长日照条件下依然能够正常抽穗仍然是个谜。
 
研究人员表示,已有研究表明,水稻中存在两个编码开花素的基因:Hd3a和RFT1。Hd3a主要调控水稻在短日照条件下的开花,而RFT1则主要调控水稻在长日照条件下的开花。在短日照下,Hd3a的表达受多个因子调控,从而能够控制水稻开花;但在长日照条件下,RFT1的调控机理仍不清楚。
 
为此,储成才研究组通过对北方长日照条件下的适应性水稻品种突变体进行大规模筛选,获得一水稻晚花突变体LVP1。研究发现,在长日照条件下,该突变体可使水稻开花期大为推迟,而在短日照条件下其发挥的功能则不明显。
 
利用图位克隆法克隆该基因后,他们进一步发现,LVP1编码一个含有SET结构域的非常独特的组蛋白甲基转移酶SDG724。生化分析表明,LVP1/SDG724具有体内和体外组蛋白H3K36甲基转移酶活性。
 
遗传学证据显示,LVP1/SDG724通过MADS50/MADS51-Ehd1-Hd3a/RFT1途径,可以促进水稻的开花。染色质免疫沉淀分析表明,相对于野生型,突变体LVP1中调控开花的关键基因之一MADS50和开花素基因RFT1位点的H3K36me2/3甲基化水平明显降低,这一结果表明,同源基因RFT1和Hd3a、MADS50和MADS51之所以具有不同的功能,与H3K36me2/3甲基化水平密切相关。
 
业内专家表示,这一研究首次报道了水稻组蛋白甲基转移酶SDG724可通过表观遗传调控OsMADS50和长日照开花素基因RFT1的表达,进而调控水稻长日照开花途径。该成果不仅在理论上揭示了水稻在长日照下开花的调控机制,也为北方水稻生育期适应性改良奠定了良好基础。
 
《中国科学报》 (2012-08-17 A1 要闻)
 
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