近期发表论文

   近期发表论文

Shiyi Xie#, Hongbing Luo#, Yumin Huang, Yaxin Wang, Wei Ru, Yunlu Shi, Wei Huang, Hai Wang, Zhaobin Dong, and Weiwei Jin* (2020) A missense mutation in a large subunit of ribonucleotide reductase confers temperature-gated tassel formation, Plant Physiol. DOI:10.1104/pp.20.00219.
来源:本站    发布时间:2020-10-21 14:44:59    点击数量:753
Shiyi Xie#, Hongbing Luo#, Yumin Huang, Yaxin Wang, Wei Ru, Yunlu Shi, Wei Huang, Hai Wang, Zhaobin Dong, and Weiwei Jin* (2020) A missense mutation in a large subunit of ribonucleotide reductase confers temperature-gated tassel formation, Plant Physiol. DOI:10.1104/pp.20.00219.

        温度是调节植物生长和发育的重要环境因子。为了在极端温度下存活并繁殖后代,植物必须响应温度变化以保证花器官的正常形成和发育。前人鉴定了一些限制性温度下花粉发育所必需的基因;然而,到目前为止,还没有限制性温度下花器官形成所必需的基因被鉴定到。
        近日,金危危教授课题组与湖南农业大学罗红兵教授团队合作,鉴定了一个温敏无雄穗突变体thermosensitive vanishing tassel1-R(tvt1-R),并揭示了一个错义突变在特定温度下终止玉米雄穗形成的分子机制。tvt1-R突变体在限制性高温(日最高平均气温高于35℃)下雄穗缺失,而在许可性适温下雄穗正常。利用人工气候室创造限制性高温,明确了tvt1-R突变体雄穗表型转换的关键时期是V2-V6(Vn,此处‘n’表示可见叶舌的叶片数)。组织学分析确定了限制性高温下tvt1-R突变体顶端分生组织(SAM)在V6期开始不能维持并出现形态异常,这一时期与tvt1-R突变体雄穗表型转换终止点对应。后续的图位克隆、等位测验和互补测验证明核糖核酸还原酶(RNR)大亚基(RNRL)基因ZmRNRL1上一个导致其编码蛋白第277位精氨酸(Arg277; CGU)替换为组氨酸(His277; CAU)的G-A点突变赋予了tvt1-R突变体的温敏无雄穗表型。RNR的功能是调节DNA复制和损伤修复所需的脱氧核糖核苷三磷酸(dNTP)的生成速率;真核生物RNR由两个RNRLs和两个RNR小亚基(RNRS)组成。通过基因表达、酵母双杂、RNA-seq及流式细胞等分析,我们提出了一个限制性高温下tvt1-R突变体雄穗缺失的模型:在较高的温度(34℃)下,ZmRNRL1-tvt1-R的Arg277-His277替换影响了它与三个RNRSs(ZmRNRS1、ZmRNRS2和ZmRNRS3)的互作,从而影响RNR全酶的形成和dNTP的供应,进而影响SAM的DNA复制和细胞增殖。这一研究为核苷酸稳态在SAM维持中的作用提供了新见解。



图:不同生长条件下tvt1-R突变体在抽雄期的表型。(A-E)整株表型。比例尺为30 cm。(F-J)植株顶端表型。比例尺为15cm。