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科學家發現調控水稻育性和庫大小關鍵基因

  水稻花藥發育是由一系列複雜的生物學過程組成,其中絨氈層細胞對花藥發育起重要作用。絨氈層細胞需要經曆一個細胞程序性死亡(Programmed Cell DeathPCD)的過程來爲花粉的成熟提供必需的營養物質。但是,人們對絨氈層細胞PCD過程以及這個過程是如何影響花粉發育的調控機理仍知之甚少。 

 

  腾讯彩票储成才研究组和中国农科院童红宁研究组合作鉴定到一个花粉不育突變體post (pollen sterility)。研究發現,post突變體花藥絨氈層細胞PCD過程受到抑制,使絨氈層降解受到抑制和推遲,導致花粉的敗育(圖1)。POST基因編碼一個全新的蛋白,僅存在于被子植物中。POST主要在花藥發育的第89時期絨氈層和小孢子中表達。轉錄組結果表明,POST可能通過調控脂質代謝參與絨氈層PCD過程。post突變體除了雄性不育外,其穎殼出現了明顯增大,暗示了細胞死亡簣D毎分裂存在著一定關聯,這一發現爲深層揭示絨氈層程序化細胞死亡過程提供了全新的思路。有意思的是,精細調控POST不僅可以保持其花粉育性,且能增大水稻穎殼,增加庫的大小,進而提高籽粒産量(圖2)。因此,POST不僅是一個新的調控花粉發育的關鍵因子,也是作物源庫改良的潛在基因,爲水稻産量的精准設計提供了一種新策略。 

 

1:絨氈層PCD過程在post突變體中發生延遲,導致絨氈層降解滯後,導致花粉敗育。 

 2POST的精細調控可改良水稻粒重

 

  儲成才組已畢業研究生車榮會博士爲該論文第一作者,儲成才研究員和中國農業科學院作物所童紅甯研究員爲該文共同通訊作者,該研究獲得國家自然科學基金資助。 

 
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