近期发表论文

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Rong Zeng, Zhuoyang Li, Yiting Shi, Diyi Fu, Pan Yin, Jinkui Cheng, Caifu Jiang & Shuhua Yang*(2021)Natural variation in a type-A response regulator confers maize chilling tolerance. Nat Commun. DOI: 10.1038/s41467-021-25001-y
来源:本站    发布时间:2021-8-12 13:53:25    点击数量:176

Rong Zeng, Zhuoyang Li, Yiting Shi, Diyi Fu, Pan Yin, Jinkui Cheng, Caifu Jiang & Shuhua Yang*(2021)Natural variation in a type-A response regulator confers maize chilling tolerance. Nat Commun. DOI: 10.1038/s41467-021-25001-y

中国农业大学杨淑华团队揭示玉米耐冷性的调控新机制

        玉米是我国重要的粮食作物,起源于热带,对温度极其敏感。我国的玉米主产区经常遭受低温寒害的影响,极大了影响了玉米的生长发育及其产量,所以对玉米进行抗性改良,培育耐低温的玉米新品种已成为重要的目标和方向。然而,到目前为止,对玉米耐冷性的遗传和分子基础尚不清楚。
        2021年8月5日,中国农业大学杨淑华课题组在Nature Communications上发表了题为“Natural variation in a type-A response regulator confers maize chilling tolerance” 的研究论文,揭示了一个A型响应调节子ZmRR1的自然变异调控玉米耐冷性的分子机制。
        该研究对700多份转基因玉米过表达株系进行低温苗期表型的筛选,鉴定到了一个耐冷基因ZmRR1,它编码细胞分裂素信号中的A型响应调节子。对玉米自交系群体序列分析发现,ZmRR1编码区的一个45bp的插入缺失(Indel-35)与玉米耐冷性显著相关,根据Indel-35这一变异位点将玉米自交系分为耐冷(HapA)和冷敏感(HapB)两种单倍型。该Indel-35中45bp片段编码的15个氨基酸残基含有一个丝裂原活化蛋白激酶(MPK)保守的磷酸化基序。研究结果表明,ZmMPK8作为低温的负调控因子与ZmRR1HapB互作并且磷酸化位于Indel-35中的Ser15,促进其通过26S蛋白酶体途径降解。而ZmRR1HapA由于缺失Ser15不能被ZmMPK8磷酸化,从而抑制其泛素化降解,蛋白相对稳定。对ZmRR1·的转录组学分析显示,ZmRR1通过正调控ZmDREB1和纤维素合成酶(CesA)等冷响应基因的表达,增强玉米的耐冷性。综上所述,该研究为阐明玉米耐冷性的分子机制和耐冷玉米的改良提供了的理论依据和新的基因资源。


图1. ZmRR1调控玉米耐冷性的分子模型

        该研究在中国农业大学植物生理学与生物化学国家重点实验室完成,杨淑华课题组博士研究生曾榕李卓洋为该论文的第一作者,杨淑华教授为通讯作者。博士研究生傅迪毅、尹攀,程金魁博士,施怡婷教授和蒋才富教授参与了该项研究工作。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。

论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41467-021-25001-y