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Wiley植物学领域最新进展

已有 552 次阅读 2020-7-14 14:30 |个人分类:Life Science|系统分类:论文交流| Wiley, 威立, 植物学, 最新进展

​1.植物光合调控


中国农业科学院生物技术研究所张治国、路铁刚及崔学安团队揭示水稻HD‐ZIP IV基因Roc8调节水稻中的泡状细胞大小和木质素含量的机制

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位于叶片上表皮的泡状细胞是影响叶片形态的重要细胞结构之一。尽管已有研究报道了许多调控泡状细胞发育的机制,但对于控制该过程的精细调控机制却少有描述。为了鉴定调控水稻叶片形态的新组件,中国农科院张治国、路铁刚及崔学安团队选择了一种从苗期到开花期呈结构性滚动表型的突变体crm1‐D进行进一步分析,因该突变体中泡状细胞缩小。crm1‐D由单个显性核基因控制。基于图位克隆显示,HD‐ZIP IV类家族成员Roc8是导致crm1‐D表型的原因。此外,Roc8基因3′端非编译区的50bp序列在翻译水平上抑制Roc8。此外,roc8基因敲除株系明显增大了泡状细胞的大小。一系列检测结果显示,Roc8负调控泡状细胞的大小。出乎意料的是,Roc8也能正向调控木质素的生物合成,而不会造成产量损失。以上结果表明,可利用Roc8创制高光合效率和低木质素含量的种质中可能具有实际应用价值。


原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13435 


2.果实成熟衰老调控


中国农业大学韩振海及吴婷团队研究发现ERF4通过TPL4降低乙烯产量来影响果实硬度

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肉质水果的硬度对其质量、消费者偏好、货架寿命和可运输性有显著影响。中国农业大学韩振海及吴婷团队在对苹果果实质地的定量性状位点(QTL)和全基因组关联研究(GWAS)的联合研究中,在苹果乙烯响应受体4(ERF4)基因编码区中发现了与ERF4相关的EAR基序的突变(C‐G)。ChIP‐seq显示ERF4与参与乙烯生物合成调控的ERF3的启动子结合。ERF4中的EAR突变导致ERF3表达抑制降低,进而促进乙烯的产生和果实硬度的下降。ERF4作为转录抑制因子,其活性由结合TPL4的EAR抑制基序调控。生物膜干涉法(BLI)分析表明,EAR基序的突变导致与TPL4的相互作用减少。ERF4和TPL4的抑制促进了果实的成熟和乙烯的产生。综上所述,该研究结果提供了新见解来阐述ERF4等位基因变异是如何形成一个重要的果实品质性状的。


原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.14884 


3.植物抗生物胁迫


日本龙谷大学Erika Asamizu团队研究发现根结线虫的遗传多样性与甘薯品种的寄主兼容性相关

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植物寄生根结线虫(RKN),如南方根瘤线虫(Meloidogyne incognita)在全球范围内造成严重的农作物损失。尽管RKN是多食性的,具有广泛的宿主范围,但其已经进化出具有不同宿主相容性的种族。目前人们尚未发现南方根瘤线虫的基因型和感染表型之间的关联。本研究中,日本龙谷大学Erika Asamizu团队从日本不同地区收集了48种南方根瘤线虫分离系,并对其进行了基因组测序。分离系表现出对5个甘薯(SP)品种的各种感染相容性,并被标记为SP种族。全基因组关联分析确定了影响基因编码序列的743个SNP,其中大量(575)位于单个1 Mb区域。为了检验该多态性区域如何进化,他们在整个基因组范围内扫描了核苷酸多样性(Pi)。富含SNP的1 Mb区域显示出高Pi值,并且显然与SP种族相关。SP1和2种族在该区域显示高Pi值,而SP3、4和6的Pi值较低。来自本研究的分离系和全球收集的分离系的主成分分析显示,在此1 Mb区域中存在选择性差异。综上,该研究结果首次揭示宿主可能是影响南方根瘤线虫基因组差异的关键决定因素。


原文链接:

https://bsppjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/mpp.12961 


4.植物生长发育调控


美国德州农工大学Scott A. Finlayson团队发现两种光敏色素相互作用因子通过芽脱落酸和茎生长素信号调节腋芽分枝

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红光与远红光的比值(R:FR)可被植物光敏色素B(phyB)感知,并告知植物附近有竞争。指示竞争的低R:FR会诱导产生避阴综合症,并能抑制分枝,但其中机制人们尚未完全清楚。光敏色素相互作用因子(PIFs)是光敏色素的靶向转录因子,以诱导光形态发生反应。PIF4和PIF5促进避阴反应,并通过与细胞核中phyB直接相互作用而失活。本研究中,美国德州农工大学Scott A. Finlayson团队通过遗传和生理分析表明,尽管可能存在其他PIFs或通路的作用,但PIF4和PIF5有助于抑制由phyB功能丧失和低R:FR引起的分支。分支的抑制与PIF4/PIF5促进分枝抑制剂BRANCHED 1的表达和脱落酸(ABA)在腋芽中的积累有关,并且依赖于ABA关键生物合成酶——9–顺式–环氧类胡萝卜素加双氧酶3的功能。然而,PIF4/PIF5的功能并不局限于单一的激素途径,因为它们还促进茎中吲哚‐3‐乙酸的积累,并刺激系统性生长素信号传导,当phyB失活时,这有助于抑制芽的生长。


原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pce.13824 


5.植物次生代谢及调控


澳大利亚西悉尼大学Jonathan M. Plett团队研究发现菌根效应蛋白PaMiSSP10b通过改变桉树根系细胞多胺生物的合成来促进根系定植

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已知病原微生物通过分泌效应蛋白来操纵宿主的防御。最近,共生菌根真菌也被认为为利用这些分泌效应物来促进宿主定植。本研究中,澳大利亚西悉尼大学Jonathan M. Plett团队鉴定一种由外生菌根真菌——白色豆包菌产生的由菌根诱导的10kDa的小分泌效应蛋白PaMiSSP10b。他们证明PaMiSSP10b由真菌菌丝分泌,进入其宿主桉树的细胞中,并与多胺途径中的S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(AdoMetDC)相互作用。植物多胺是植物免疫系统在微生物胁迫中不可或缺的调节分子。通过生物化学和转基因方法,他们发现PaMiSSP10b的表达会影响植物根系中多胺的水平,因为它增强了AdoMetDC的酶活性,增加了跟高级多胺的生物合成,这最终有利于桉树的定植。这些结果确定了一种新的机制,即互惠共生微生物能够操纵宿主的酶途径来促进定植。


原文链接:

https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.16759 


(本期作者:砖泥)



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