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Plant Biotechnol. J. | 朱健康/柳参奎等揭示miR396调控水稻籽粒大小和株...

理想的株型对作物产量至关重要,也是育种的一个重要目标。研究表明,miR396及其靶基因GRF(Growth-Regulating Factor)可以调控?#21442;?#29983;长发育的各个方面。miR396还可以通过调节籽粒大小和穗部结构影响作物产量,同时,在番茄中的研究发现,miR396负调控果实大小【1,2】。但是miR396在水稻生长中的确切作用和潜在机制尚不完全清楚。

近日,中科院上海?#21442;?#36870;境生物学?#34892;?#26417;健康院士,浙江农林大学柳参奎教授、南昌大学王东教授以及浙江农林大学苗春波等在Plant Biotechnology Journal 在线发表了一篇题为Mutations in MIR396e and MIR396f increase grain size and modulate shoot architecture in rice的研究论文,揭示了MIR396调控水稻籽粒大小和株型的机制。

该研究对水稻中的MIR396基因家族进行了基因编辑,发现MIR396e 和MIR396f 是籽粒大小和株型的两个重要调节因子。mir396ef 突变引起籽粒变大,从而提高水稻产量。此外,mir396ef 突变还会影响水稻株型,导致叶片变长但节间缩短(尤其是最上?#24247;?#33410;间)。进一步分析表明,mir396ef通过增加甲羟戊酸(mevalonic acid, MVA)及其合成产物赤霉素(gibberellin,GA)的水平来促进叶片伸长,但mir396ef突变体中的节间延长是由CYP96B4表达降低引起的,而不是通过GA途径。

mir396ef突变调节水稻地上部结构的作用模型

总之,该研究表明mir396ef突变可以影响籽粒大小和地上部株型,从而调控水稻产量。该研究为水稻优良品种的培育提供了候选基因。

参考文献

【1】Li, S., Gao, F., Xie, K., Zeng, X., Cao, Y., Zeng, J., He, Z., et al. (2016) The OsmiR396c-OsGRF4-OsGIF1 regulatory module determines grain size and yield in rice. Plant Biotechnol. J. 14, 2134-2146

【2】Cao, D., Wang, J., Ju, Z., Liu, Q., Li, S., Tian, H., Fu, D., et al. (2016) Regulations on growth and development in tomato cotyledon, flower and fruit via destruction of miR396 with short tandem target mimic. Plant Sci. 247, 1-12

原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13214

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