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細胞分裂素信號調控新機制抑制水稻籽粒大小
[所屬分類:培養基配方] [發布時間:2021-10-12] [發布人:網站管理員2] [閱讀次數:] [返回]
細胞分(fen)裂素(su)信號(hao)調控新機制(zhi)抑制(zhi)水稻(dao)籽粒大小(xiao)
作(zuo)者：李晨 衛斐 來源(yuan)：中國科學報
山東拓普生物工(gong)程有限公司 //ljxinglong.com
近日(ri)，中(zhong)國農(nong)業(ye)科(ke)(ke)學院作物(wu)科(ke)(ke)學研(yan)(yan)究所(suo)水稻分子(zi)設(she)計(ji)技術(shu)與(yu)應用創新團隊與(yu)國內其(qi)他科(ke)(ke)研(yan)(yan)單位合作，鑒定到(dao)一(yi)個細(xi)胞分裂(lie)素信號(hao)新組分PPKL1。他們發現(xian)，PPKL1通過引誘但不接納(na)細(xi)胞分裂(lie)素磷酸(suan)轉(zhuan)移(yi)蛋白AHP2上的(de)磷酸(suan)基(ji)團，干擾信號(hao)傳(chuan)遞(di)效率，從而抑制水稻籽粒大小，并(bing)以此建立了一(yi)套(tao)水稻籽粒大小精準設(she)計(ji)系(xi)統。該(gai)研(yan)(yan)究結果在線發表在《分子(zi)植物(wu)》上。
據研究員(yuan)童紅寧介紹，植物中(zhong)(zhong)(zhong)經典的細胞分裂素信號轉(zhuan)導依賴(lai)于組氨酸(suan)受體(ti)激(ji)酶，組氨酸(suan)磷酸(suan)轉(zhuan)移蛋白，以(yi)及(ji)細胞分裂素響應因子(zi)RR之(zhi)間磷酸(suan)基團的轉(zhuan)移，然而這一磷酸(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)繼過(guo)程調(diao)控的分子(zi)機制(zhi)仍知之(zhi)甚少。在水(shui)稻中(zhong)(zhong)(zhong)，細胞分裂素可以(yi)顯(xian)著調(diao)控穗粒數，而對(dui)粒重(zhong)或籽粒大小的調(diao)控功能(neng)也不清(qing)楚。
研究(jiu)人(ren)(ren)員(yuan)通過(guo)(guo)大規模誘變，篩選到一(yi)個(ge)大粒(li)(li)顯性突(tu)變體并(bing)(bing)(bing)克(ke)隆了(le)(le)突(tu)變體基(ji)(ji)因PPKL1。與RR蛋白(bai)類似，PPKL1可與AHP2蛋白(bai)直接互(hu)作(zuo)，并(bing)(bing)(bing)通過(guo)(guo)模仿RR蛋白(bai)功(gong)(gong)能(neng)(neng)區與其(qi)競爭AHP2的(de)磷酸基(ji)(ji)團，導(dao)致磷酸中繼效(xiao)率大幅降低。當此功(gong)(gong)能(neng)(neng)區位點突(tu)變后(hou)則喪(sang)失了(le)(le)對信號傳遞(di)的(de)影響，籽粒(li)(li)顯著(zhu)增(zeng)大。研究(jiu)人(ren)(ren)員(yuan)以優質水(shui)稻(dao)(dao)品種(zhong)空育131為材料(liao)，針對該(gai)功(gong)(gong)能(neng)(neng)區進(jin)行(xing)基(ji)(ji)因編輯，獲得多個(ge)可不(bu)同程度(du)增(zeng)大籽粒(li)(li)的(de)基(ji)(ji)因型，部分可顯著(zhu)增(zeng)產。研究(jiu)人(ren)(ren)員(yuan)共(gong)創制了(le)(le)千粒(li)(li)重從(cong)20g到38g漸(jian)次分布(bu)的(de)水(shui)稻(dao)(dao)材料(liao)，從(cong)而(er)建立了(le)(le)一(yi)套水(shui)稻(dao)(dao)籽粒(li)(li)大小精準設計系統。該(gai)研究(jiu)發現，PPKL家(jia)族蛋白(bai)對細胞分裂素(su)信號的(de)抑制作(zuo)用可能(neng)(neng)是一(yi)個(ge)古老的(de)功(gong)(gong)能(neng)(neng)，其(qi)功(gong)(gong)能(neng)(neng)位點隱藏(zang)在甾(zai)醇類激(ji)素(su)油菜素(su)內酯信號組(zu)分中，發掘并(bing)(bing)(bing)利用其(qi)對作(zuo)物進(jin)行(xing)分子設計改良具有重大應(ying)用價值。
該研究得(de)到(dao)了國家(jia)自然科學基金(jin)和中(zhong)國農(nong)科院科技創新工程等項目資助(zhu)。
相關(guan)論文(wen)信息：//doi.org/10.1016/j.molp.2021.09.010
作(zuo)者：李晨 衛斐 來源(yuan)：中國科學報
山東拓普生物工(gong)程有限公司 //ljxinglong.com
近日(ri)，中(zhong)國農(nong)業(ye)科(ke)(ke)學院作物(wu)科(ke)(ke)學研(yan)(yan)究所(suo)水稻分子(zi)設(she)計(ji)技術(shu)與(yu)應用創新團隊與(yu)國內其(qi)他科(ke)(ke)研(yan)(yan)單位合作，鑒定到(dao)一(yi)個細(xi)胞分裂(lie)素信號(hao)新組分PPKL1。他們發現(xian)，PPKL1通過引誘但不接納(na)細(xi)胞分裂(lie)素磷酸(suan)轉(zhuan)移(yi)蛋白AHP2上的(de)磷酸(suan)基(ji)團，干擾信號(hao)傳(chuan)遞(di)效率，從而抑制水稻籽粒大小，并(bing)以此建立了一(yi)套(tao)水稻籽粒大小精準設(she)計(ji)系(xi)統。該(gai)研(yan)(yan)究結果在線發表在《分子(zi)植物(wu)》上。
據研究員(yuan)童紅寧介紹，植物中(zhong)(zhong)(zhong)經典的細胞分裂素信號轉(zhuan)導依賴(lai)于組氨酸(suan)受體(ti)激(ji)酶，組氨酸(suan)磷酸(suan)轉(zhuan)移蛋白，以(yi)及(ji)細胞分裂素響應因子(zi)RR之(zhi)間磷酸(suan)基團的轉(zhuan)移，然而這一磷酸(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)繼過(guo)程調(diao)控的分子(zi)機制(zhi)仍知之(zhi)甚少。在水(shui)稻中(zhong)(zhong)(zhong)，細胞分裂素可以(yi)顯(xian)著調(diao)控穗粒數，而對(dui)粒重(zhong)或籽粒大小的調(diao)控功能(neng)也不清(qing)楚。
研究(jiu)人(ren)(ren)員(yuan)通過(guo)(guo)大規模誘變，篩選到一(yi)個(ge)大粒(li)(li)顯性突(tu)變體并(bing)(bing)(bing)克(ke)隆了(le)(le)突(tu)變體基(ji)(ji)因PPKL1。與RR蛋白(bai)類似，PPKL1可與AHP2蛋白(bai)直接互(hu)作(zuo)，并(bing)(bing)(bing)通過(guo)(guo)模仿RR蛋白(bai)功(gong)(gong)能(neng)(neng)區與其(qi)競爭AHP2的(de)磷酸基(ji)(ji)團，導(dao)致磷酸中繼效(xiao)率大幅降低。當此功(gong)(gong)能(neng)(neng)區位點突(tu)變后(hou)則喪(sang)失了(le)(le)對信號傳遞(di)的(de)影響，籽粒(li)(li)顯著(zhu)增(zeng)大。研究(jiu)人(ren)(ren)員(yuan)以優質水(shui)稻(dao)(dao)品種(zhong)空育131為材料(liao)，針對該(gai)功(gong)(gong)能(neng)(neng)區進(jin)行(xing)基(ji)(ji)因編輯，獲得多個(ge)可不(bu)同程度(du)增(zeng)大籽粒(li)(li)的(de)基(ji)(ji)因型，部分可顯著(zhu)增(zeng)產。研究(jiu)人(ren)(ren)員(yuan)共(gong)創制了(le)(le)千粒(li)(li)重從(cong)20g到38g漸(jian)次分布(bu)的(de)水(shui)稻(dao)(dao)材料(liao)，從(cong)而(er)建立了(le)(le)一(yi)套水(shui)稻(dao)(dao)籽粒(li)(li)大小精準設計系統。該(gai)研究(jiu)發現，PPKL家(jia)族蛋白(bai)對細胞分裂素(su)信號的(de)抑制作(zuo)用可能(neng)(neng)是一(yi)個(ge)古老的(de)功(gong)(gong)能(neng)(neng)，其(qi)功(gong)(gong)能(neng)(neng)位點隱藏(zang)在甾(zai)醇類激(ji)素(su)油菜素(su)內酯信號組(zu)分中，發掘并(bing)(bing)(bing)利用其(qi)對作(zuo)物進(jin)行(xing)分子設計改良具有重大應(ying)用價值。
該研究得(de)到(dao)了國家(jia)自然科學基金(jin)和中(zhong)國農(nong)科院科技創新工程等項目資助(zhu)。
相關(guan)論文(wen)信息：//doi.org/10.1016/j.molp.2021.09.010
