《小麦脱落酸受体基因TaPYR1介导植株抵御干旱逆境功能研究》

  • 来源专题:转基因生物新品种培育
  • 编译者: 王晶静
  • 发布时间:2020-12-31
  • 脱落酸(ABA)受体PYR/PYL/RCAR通过与渗透胁迫诱导的ABA结合, 参与植株体内ABA介导的信号转导过程, 在调控植株干旱逆境抵御过程中具有重要的生物学功能. 本文研究了鉴定的1个干旱响应的PYR家族成员TaPYR1的分子特征、应答干旱表达模式及其介导植株抵御干旱逆境的功能. 结果表明, TaPYR1与植物种属中部分PYR基因在氨基酸序列水平上高度同源, 编码蛋白含有PYR家族成员保守结构域, 翻译蛋白经内质网分选后定位于细胞质膜. TaPYR1基因在小麦根、叶中均呈明显的干旱诱导表达模式, 在干旱胁迫48 h表达量达到峰值. 与野生型对照(WT)相比, 超表达TaPYR1烟草转化株系, 干旱处理下植株长势增强, 干鲜重增加. 干旱处理下, 转化株系较对照的光合能力增强, 细胞保护酶活性提高, 渗透调节物质脯氨酸和可溶性糖含量增加. 研究表明, TaPYR1通过在转录水平上应答干旱逆境, 改善干旱胁迫下的植株相关生理过程, 在增强植株抵御干旱逆境能力中发挥重要作用.

  • 原文来源:https://engine.scichina.com/publisher/zhongkeqikan/journal/AAS/46/6/10.3724/SP.J.1006.2020.91067?slug=fulltext
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    •   近日,中国农业科学院作物科学研究所小麦基因资源发掘与利用创新团队成功克隆了小麦分蘖调控新基因TN1,揭示了其通过影响脱落酸(ABA)合成及信号转导路径调控小麦分蘖发育的分子机制。相关研究成果在线发表于《自然通讯(Nature Communications)》上。   分蘖是小麦株型构成的一个重要因素,也直接影响小麦的产量。因此,克隆小麦分蘖调控基因,解析其分子机制和遗传网络,对小麦株型改良和分子设计育种具有重要的应用价值。   研究人员从突变体库中筛选到一个少分蘖突变体tn1,通过图位克隆方法得到分蘖调控新基因TN1,该基因编码一个含有四个跨膜结构域的锚定蛋白。实验表明,TN1蛋白中一个保守氨基酸的替换突变导致tn1突变体分蘖芽的伸长受到抑制。进一步研究发现,tn1突变体茎基部和分蘖芽中脱落酸含量均显著增加;同时,TN1与脱落酸受体TaPYL存在物理互作,TN1突变后显著增强脱落酸信号转导路径进而抑制分蘖芽的发育。该研究揭示了植物激素脱落酸抑制小麦分蘖发育的分子机制,为小麦株型改良和产量提高提供了新的基因资源和理论支撑。   该研究得到国家自然科学基金,中国农科院农科英才及科技创新工程等项目的资助。(通讯员 卫斐)   原文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-023-36271-z
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