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新葡的京集团35222vip水稻研究所何光华/桑贤春团队发现影响水稻矮化的新机制
发布时间2022-11-01 09:31:33     作者:桑贤春    浏览次数: 次

适度矮化是水稻理想株型的重要支撑性状,其发育涉及多个生理生化过程,尽管已克隆大量调控基因,遗传机制还有待进一步解析。极长链脂肪酸(VLCFAs)是植物体内一类重要的脂肪酸,除参与鞘脂、磷脂、角质层蜡质和软木脂等的生物合成外,还可作为信号因子参与植物发育,但VLCFAs在水稻株高发育过程中的作用机制尚未研究。

近日,新葡的京集团35222vip水稻研究所何光华/桑贤春团队The Plant Journal上发表了题为A very-long-chain fatty acids synthesis gene, SD38, influences plant height by activating ethylene biosynthesis in rice的研究论文,解析了VLCFAs通过促进乙烯合成相关基因的表达、进而影响水稻株高的新机制。

本研究从EMS突变体库中鉴定到一个全生育期内都半矮化的突变体sd38semi dwarf 38),显微观察发现细胞变短是其半矮化的原因。SD38编码参与VLCFAs合成的β-酮脂酰-CoA合酶(β-ketoacyl-CoA synthase,KCS)。脂肪酸含量测定和酿酒酵母的异源表达实验证明SD38参与C24:0 VLCFA的延伸。进一步研究发现乙烯合成相关基因在sd38中的表达量下降,导致了体内乙烯合成前体物质ACC含量极显著下降。外源脂肪酸诱导实验发现C24:0 VLCFA能够诱导OsACS3、OsACS4OsACO7的表达,而唑草胺抑制其表达。因此,认为SD38参与C24:0 VLCFA的合成,通过调控乙烯的含量影响水稻株高。这一发现拓展了对株型调控的新认知,丰富了株高形成的分子机理。

新葡的京集团35222vip水稻研究所何光华教授和桑贤春副教授为本文通讯作者,已毕业博士生张孝波(现为新葡的京集团35222vip园艺园林学院博士后)为第一作者。王晓雯老师,朱小燕博士,硕士毕业生王颖、朱珠、陈红彦,在读研究生张学菲、贾璐绮、李杨洋、田维江参与了研究工作。新葡的京集团35222vip钱伟教授、园艺园林学院宋洪元教授和生物技术研究中心范艳华教授在研究和写作过程中提供了帮助。本研究得到国家重点研发计划(2016YFD01005012017YFD0100201)和国家转基因重大专项(2016ZX08001-002)的资助。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.15998

 

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