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New Phytologist:玉米茎尖中dlf1通过激活两个MADS-box基因促进成花转变

已有 2406 次阅读 2020-7-26 19:28 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

dlf1 promotes floral transition by directly activating ZmMADS4and ZmMADS67 in the maize shoot apex

第一作者Huayue Sun

第一单位中国农业大学

通讯作者Weiwei Jin


 Abstract 


背景回顾1The floral transition of the maize (Zea mays ssp. mays ) shoot apical meristem determines leaf number and flowering time, which are key traits influencing local adaptation and yield potential.


背景回顾2dlf1 (delayed flowering1) encodes a basic leucine zipper protein that interacts with the florigen ZCN8 to mediate floral induction in the shoot apex.


提出问题However, the mechanism of how dlf1 promotes floral transition remains largely unknown. 


QTL:We demonstrate that dlf1 underlies qLB7‐1, a quantitative trait locus controlling leaf number and flowering time that was identified in a BC2S3 population derived from a cross between maize and its wild ancestor, teosinte (Zea mays ssp. parviglumis ).


组学:Transcriptome sequencing and chromatin immunoprecipitation sequencing demonstrated that DLF1 binds the core promoter of two AP1 /FUL subfamily MADS‐box genes, ZmMADS4 and ZmMADS67 , to activate their expression.


试验Knocking out ZmMADS4 and ZmMADS67 both increased leaf number and delayed flowering, indicating that they promote the floral transition.


选择与适应:Nucleotide diversity analysis revealed that dlf1 and ZmMADS67 were targeted by selection, suggesting that they may have played important roles in maize flowering time adaptation.


结论:We show that dlf1 promotes maize floral transition by directly activating ZmMADS4 and ZmMADS67 in the shoot apex, providing novel insights into the mechanism of maize floral transition.



 摘  要 


玉米的成花转变中,茎尖分生组织决定了叶片数量以及开花时间,这对于玉米的地域适应以及产量都是关键性状。迟花突变dlf1编码一个亮氨酸拉链蛋白,会与开花素ZCN8相互作用,介导茎尖中的成花转变。然而,有关dlf1如何促进成花转变的分子机制还不清楚。本文中,作者发现dlf1突变位于数量性状位点qLB7‐1内,该位点是基于玉米与其野生祖先种大刍草杂交构建的一个BC2S3群体所鉴定出来的,与叶片数量及开花时间相关的QTL。转录组测序和染色质免疫沉淀测序的结果显示DLF1会结合到AP1/FUL亚家族中两个MADS‐box基因ZmMADS4ZmMADS67的核心启动子区,来激活这两个基因的表达。敲除ZmMADS4ZmMADS67均会增加叶片数量和延迟开花,说明这两个基因促进了成花转变。核苷酸多态性分析显示dlf1ZmMADS67基因受到了选择,说明其可能在玉米开始时间适应过程中发挥了非常重要的作用。本文的研究揭示了dlf1在茎尖通过直接激活ZmMADS4ZmMADS67基因的表达来促进玉米的成花转变,为玉米的成花转变分子调控机制提供了新的视野。



 通讯作者 


**金危危**


个人简介:

1993年,湖南农业大学,学士;

2001年,武汉大学,博士;

2002-2004年,美国威斯康星大学,博后。


研究方向:

玉米等作物染色体着丝粒的结构和功能研究;

玉米近缘种(薏苡、大刍草等)的基因组学研究;

玉米单倍体诱导机理的研究;

玉米株型、减数分裂相关基因及其他重要功能基因的克隆;

其他植物分子细胞遗传学研究。



doi: 10.1111/nph.16772


Journal: New Phytologist

Published date: June 24, 2020



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