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Plant Biotechnology Journal:小麦AGL6基因作用于花器官发育

已有 849 次阅读 2021-10-6 00:05 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

The wheat AGL6-like MADS-box gene is a master regulator for floral organ identity and a target for spikelet meristem development manipulation

第一作者Xingchen Kong

第一单位四川农业大学

第一通讯Aili Li


 Abstract 


背景回顾The AGAMOUS-LIKE6 (AGL6)-like genes are ancient MADS-box genes and are functionally studied in a few model plants. 


提出问题:The knowledge of these genes in wheat remains limited.


主要发现:Here, by studying a ‘double homoeolog mutant’ of the AGL6 gene in tetraploid wheat, we showed that AGL6 was required for the development of all four whorls of floral organs with dosage-dependent effect on floret fertility. 


结果1-AGL6互作蛋白:Yeast two-hybrid analyses detected interactions of AGL6 with all classes of MADS-box proteins in the ABCDE model for floral organ development. AGL6 was found to interact with several additional proteins, including the G protein β and γ (DEP1) subunits. 


结果2-AGL6过表达表型:Analysis of the DEP1-B mutant showed a significant reduction in spikelet number per spike in tetraploid wheat, while overexpression of AGL6 in common wheat increased the spikelet number per spike and hence the grain number per spike. 


结果3-AGL6下游基因:RNA-seq analysis identified the regulation of several meristem activity genes by AGL6, such as FUL2 and TaMADS55


结论:Our work therefore extensively updated the wheat ABCDE model and proposed an alternative approach to improve wheat grain yield by manipulating the AGL6 gene.


 摘 要 


AGL6类基因是古老MADS-box基因,在少数几个模式植物中进行了基因功能鉴定。然而,对于这些基因在小麦中的功能还不清楚。本文中,作者通过对六倍体小麦AGL6基因的双同源突变体研究发现,该基因对于小麦花器官四轮心皮的发育是必须的,并以剂量依赖型的方式作用于小花育性。酵母双杂分析发现AGL6能够与花器官发育ABCDE模型中的所有MADS-box蛋白发生互作。AGL6还能够与一些其它的蛋白发生互作,其中就包括了G蛋白的βγ亚基。通过对DEP1-B突变体的分析发现,其每穗的小穗数显著减少;而在小麦中过表达AGL6基因则会增加每穗的小穗数,从而增加每穗的籽粒数。RNA-seq分析鉴定了受AGL6调控的分生组织活性基因,比如FUL2TaMADS55。本文的研究结果极大地更新了小麦的ABCDE开花模型,并且提出了一份通过对AGL6基因的遗传操作进行小麦籽粒产量遗传改良的备选方案。


 通讯作者 

** 李爱丽 **


个人简介:

1988-1992年,河北师范大学,学士;

1992-1996年,河北省保定市二十四中学,教师;

1996-1999年,河北农业大学,硕士;

1999-2002年,河北农业大学,博士;

2002-2005年,中国农科院作物科学研究所,博后;

2005年-至今,中国农科院作物科学研究所,研究员。


研究方向小麦功能基因组学。


doi: https://doi.org/10.1111/pbi.13696


Journal: Plant Biotechnology Journal

Published onlineOctober 02, 2021



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1 杨顺楷

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