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[中國科學報]研究揭示小麥籽粒發育新機制

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  近日,中國農業科學院作物科學研究所生物信息學及應用創新團隊研究發現,在小麥中,生長素路徑抑制因子TaIAA21通過與生長素響應因子互作來調控下游乙烯響應因子基因的表達,進而影響小麥粒型和粒重的分子機制。相關研究成果在線發表于《植物雜志》( The Plant Journal )上。

  

  據研究員李愛麗介紹,粒長、粒寬和粒重是影響作物產量的重要因素。生長素信號對籽粒發育具有重要作用。生長素路徑負調控因子在植物生長素信號傳導通路中扮演重要角色,對植物器官發育具有重要作用。但是,到目前為止還沒有發現該類轉錄因子在小麥籽粒發育中的功能。

  該研究發現TaIAA21是小麥籽粒粒長、粒寬和粒重的負調控因子。通過對該基因進行生物技術操作可使籽粒外果皮細胞顯著變大,籽粒變大。研究人員通過篩選籽粒發育早期高表達的生長素響應因子,鑒定出生長素路徑抑制因子TaIAA21和TaARF25與基因TaERF3組成籽粒發育調控分子模塊,并驗證了其通過內部互作調控籽粒的粒型和粒重。

  另外,在我國小麥種質資源中的自然變異調查表明,該基因大粒單倍型在栽培品種中出現的頻率高于地方品種,因此可推測,小麥育種有選擇該類單倍型的趨勢。上述研究對小麥高產育種具有重要借鑒意義。

  該工作得到國家自然基金、中國農科院科技創新工程“藏糧于技”項目的資助。

  相關論文信息:https://doi.org/10.1111/tpj.15541

(單位:中國農業科學院作物科學研究所 )
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