华中农业大学科研团队克隆了全球首个水稻再生力基因RRA3

2023-11-02 22:39:29 字數 1827 閱讀 7818

最近,《分子植物》(molecular plant)上刊登了华中农业大学熊立仲等人课题组关于抑制组蛋白激酶信号通路激活的“control of rice ratooning ability by a nucleoredoxin that inhibits histidine kinase dimerization to attenuate cytokinin signaling in axillary bud growth”的研究文章。申请人所在课题组已成功克隆了世界上第一个可持续表达的水稻新种质rra3,并解析了rra3在植物更新过程中的作用机制。

*来自大学生信息中心)。

更新稻就是在第一个季节收获时,将其保留。

通过某些耕作和管理手段。

促进水稻苗中休眠芽的发芽。

又一次丰收又长又结实的稻子。

从表1可以看出,再生水稻的成长过程。

它能通过增加收割指数来实现。

以提高食品生产。

保障食品安全。

对提高农民收入的重要性。

图1。水稻再生进程图。

近几年,由于机耕再生水稻的快速推广,我国再生水稻播种面积已达1,500万公顷。再生能力是影响再生水稻高产的一个关键指标,然而,由于再生能力较差,导致其在生育季节内的减产和不稳定,限制了其发展。迄今为止,有关其再生能力相关的研究还很少,其作用机理仍不明确。

我们前期利用全基因组关联分析(gwas)定位了一个与再生能力及生育季节相关的关键基因rra3 (rice ratooning ability 3)。前期研究发现,rra3基因敲除植株的再生能力明显优于黄华占(hhz),但过表达植株再生能力及更新季节的生产力却明显下降。

2)rra3基因敲除及过表达植株的生长季表型。

我们前期研究表明,rra3基因在第一茬收获后3 d的侧枝芽中显著升高,并具有细胞核、胞浆和内质网膜双重功能。前期研究发现,rra3可以与 ck的受体ohk4、ohk5、ohk6等蛋白相互作用,并且能够通过降低ohk4的二硫键而阻止其二聚体的生成。这些影响将使 ck通路的活性下降,从而使细胞的再生能力下降。

图3.rra3调节植株更新能力的分子机制模型。

另外,rra3基因启动子区存在不同程度的基因突变,可引起不同基因的表达量变化,进而影响植株的再生能力。前期研究发现,rra3优异单体型(hap.1)在再生能力较差的新种质贵超2号(gc2)中,再生能力增加25.0%,生育期增产23.8%。

因此,我们推测rra3可能通过降低 ck受体ohk4二聚状态,削弱 ck通路,进而抑制 ck的下游应答因子,进而抑制植株再生能力。本项目的实施将为提高水稻再生能力提供理论依据。

华中农业大学是世界上最早实现“机采”的水稻品种之一,其自主研发的“机采”型“新品种”,已在华中等地广泛推广,对保障国家粮食安全具有重大意义。

本文的主要研究对象为华中农业大学农作物分子育种国家重点实验室的博士生姚义龙、博士生向登豪、熊立仲等人分别为本文的共同一作。副研究员熊海燕,胡红红教授,彭少兵教授以及其他一些学者都参加了本课题的工作。

华中农业学院。

编辑:姚义龙。

校对|匡敏。

校|蒋朝常、许智、严华华。

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