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中國農(nóng)科院作物所揭示成花素基因分子新機(jī)制

閱讀:83發(fā)布時(shí)間:2017-3-1

近日,由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所研究員毛龍的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在麥類作物模式植物二穗短柄草開花調(diào)控的分子機(jī)制研究中取得新進(jìn)展。該研究從成花素基因FT2的可變剪切角度揭示了一個(gè)新成花素基因轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的分子機(jī)制。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然》系列刊物《自然通訊》上。

據(jù)介紹,小麥抽穗期和開花期的調(diào)控機(jī)理與水稻和玉米等作物不同,普通小麥在苗期需要經(jīng)受一段低溫時(shí)期,才能開花結(jié)實(shí),也就是“春化現(xiàn)象”。基因可變剪切是指基因的外顯子以多種方式通過RNA剪切進(jìn)行重連,由此一個(gè)基因可能編碼多種蛋白質(zhì)。這個(gè)領(lǐng)域是近年來基因轉(zhuǎn)錄后調(diào)控研究的熱點(diǎn)。對(duì)于植物開花關(guān)鍵基因成花素可變剪切的調(diào)控,更是植物分子生物學(xué)領(lǐng)域的新概念。

該團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn),在短柄草生長早期,F(xiàn)T2成花素基因通過可變剪切方式編碼一個(gè)干擾型蛋白,阻止正常開花蛋白復(fù)合體發(fā)揮作用;當(dāng)短柄草進(jìn)入開花期時(shí),功能型蛋白的轉(zhuǎn)錄本表達(dá)開始加速,超過干擾蛋白轉(zhuǎn)錄本的表達(dá)量,從而保證短柄草正常開花。該機(jī)制在小麥、大麥等早熟禾亞科作物中具有保守性,是調(diào)控此類作物開花的重要機(jī)制。

據(jù)悉,此研究對(duì)麥類等相關(guān)作物抽穗期的調(diào)控研究具有重要意義。這一工作是該團(tuán)隊(duì)通過大量小分子RNA生物信息數(shù)據(jù)挖掘,繼前期發(fā)現(xiàn)一個(gè)微RNA(miR5200)通過切割成花素基因FT1影響短柄草開花機(jī)理的基礎(chǔ)上,在作物開花時(shí)間調(diào)控的分子機(jī)制研究方面的又一重要進(jìn)展


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