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我科學(xué)家揭示控制水稻分蘗新機制

我科學(xué)家揭示控制水稻分蘗新機制

      中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所萬建民科研團隊*新研究發(fā)現(xiàn),一種新的D53核蛋白作為調(diào)控植物分蘗的**——獨腳金內(nèi)酯信號途徑的開關(guān),參與調(diào)控植物分蘗()的生長發(fā)育,從而為植物特別是農(nóng)作物的株型改良提供了重要的理論基礎(chǔ),也為育種家解決水稻秈粳亞種間雜交優(yōu)勢利用技術(shù)難題提供了幫助。相關(guān)研究成果于1211日在線發(fā)表在《自然》上。這也是萬建民科研團隊繼2012年在該刊上報道TE蛋白調(diào)控水稻分蘗形成機理后,在闡述植物分枝()形成機制領(lǐng)域的又一重大進展。

  據(jù)萬建民介紹,雜交稻的推廣應(yīng)用被譽為**次綠色**,但普通秈型雜交稻的單產(chǎn)潛力已十分有限。而秈粳亞種間雜交具有強大的雜種優(yōu)勢,其有效利用可實現(xiàn)水稻單產(chǎn)的再次飛躍。因此,挖掘水稻秈粳亞種間的雜交優(yōu)勢成為作物育種學(xué)家的重要課題。然而,秈粳交雜種普遍存在植株偏高、易倒伏等問題,使得秈粳亞種間的雜種優(yōu)勢利用受到了極大的限制。為攻克這一難題,科研團隊從控制水稻分蘗的角度開展了探索性研究。

  獨腳金內(nèi)酯是一類新的調(diào)控植物分蘗的**,但該**如何調(diào)控植物分蘗的分子機理尚不清楚。萬建民科研團隊利用一個部分顯性水稻矮化多分蘗突變體d53,通過外源**處理和內(nèi)源**測定進行了獨腳金內(nèi)酯調(diào)控植物分蘗的機理研究。

  結(jié)果表明,d53是一個獨腳金內(nèi)酯不敏感突變體。通過精細定位和圖位克隆,他們獲得了位于水稻第11號染色體短臂末端的DWARF 53(D53)基因,該基因編碼一個新的在結(jié)構(gòu)上與IClp ATPase類似的核蛋白——D53蛋白。后續(xù)的功能分析發(fā)現(xiàn),在獨腳金內(nèi)酯存在的條件下,D53蛋白可與兩個已知的獨腳金內(nèi)酯信號分子D14D3互作形成蛋白復(fù)合體,使得D53蛋白更易被蛋白酶體系統(tǒng)降解,從而誘導(dǎo)獨腳金內(nèi)酯信號的響應(yīng),對植物分蘗發(fā)揮調(diào)控作用。這一結(jié)果為通過調(diào)控D53基因的表達量,影響?yīng)毮_金內(nèi)酯的信號轉(zhuǎn)導(dǎo),從而對植物分蘗發(fā)揮調(diào)控作用提供了重要依據(jù)。

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