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Nature Communications:大豆GmPHF1基因uORF的一个SNP赋予其磷获取多样性

已有 778 次阅读 2022-7-5 22:54 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

A natural uORF variant confers phosphorus acquisition diversity in soybean

第一作者Zilong Guo

第一单位福建农林大学

第一通讯Hong Liao


 Abstract 

背景回顾Phosphorus (P) is an essential element for all organisms. Because P fertilizers are a non-renewable resource and high fixation in soils, sustainable agriculture requires researchers to improve crop P acquisition efficiency


结果1-GWAS鉴定CPU1Here, we report a strong association signal at a locus of CPU1 (component of phosphorus uptake 1), from a genome-wide association study of P acquisition efficiency in a soybean core collection grown in the field. 


结果2-CPU1位点基因PHF1及其功能A SEC12-like gene, GmPHF1, is identified as the causal gene for CPU1. GmPHF1 facilitates the ER (endoplasmic reticulum) exit of the phosphate transporter, GmPT4, to the plasma membrane of root epidermal cells. 


结果3-PHF1蛋白丰度的调控A common SNP in an upstream open reading frame (uORF) of GmPHF1, which alters the abundance of GmPHF1 in a tissue-specific manner, contributes to P acquisition diversity in soybean. 


结论A natural genetic variation conditions diversity in soybean P acquisition, which can be used to develop P-efficient soybean genotypes.


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 摘 要 

磷对于所有生物来说都是一个必需营养元素。因为磷肥是一种不可再生在资源,并且其在土壤中极容易被固定,因此可持续农业需要研究者们提高作物的磷获取效率。本文中,作者通过对大田试验条件下大豆核心种质为材料,以磷获取效率为目标表型进行了全基因组关联分析,鉴定到了一个与磷吸收相关的基因位点,称之为CPU1。通过对该位点的进一步分析,作者发现其关键基因是一个SEC12-like基因GmPHF1。GmPHF1能够促进根表皮细胞中磷酸转运蛋白GmPT4从内质网转运至质膜。GmPHF1基因上游开放阅读框uORF的一个SNP能够以组织特异性的方式改变GmPHF1蛋白的丰度,从而作用于大豆的磷获取多样性。本文的研究报道了一个作用于大豆磷获取能力的自然遗传变异多态性位点,可用于创制高磷吸收的大豆基因型。




图片 廖 红 图片


个人简介:

1991年,华南农业大学,学士;

1998年,华南农业大学,博士;

1999-2000年,美国宾州州立大学,博后。


研究方向:作物养分高效遗传改良。主要以大豆为材料,通过植物营养学、遗传学及表型组学等手段,研究豆科作物“以磷增氮”的生理分子机制,并应用于养分高效育种和土壤生境优化。


doi: https://doi.org/10.1038/s41467-022-31555-2


Journal: Nature Communications

Published date: July 01, 2022


Cite:
Zilong Guo, Hongrui Cao, Jing Zhao, Shuang Bai, Wenting Peng, Jian Li, Lili Sun, Liyu Chen, Zhihao Lin, Chen Shi, Qing Yang, Yongqing Yang, Xiurong Wang, Jiang Tian, Zhichang Chen, Hong Liao. A natural uORF variant confers phosphorus acquisition diversity in soybean. Nature Communications, 2022, 13: 3796. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-022-31555-2



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