研究揭示水稻E3泛素连接酶通过二元调控类受体激酶稳态塑造水稻高产理想穗型的分子机制

中国科学院
59次浏览

近日,中国科学院分子植物科学卓越创新中心与西北农林科技大学合作,揭示了水稻E3泛素连接酶家族SINARs通过二元调控类受体激酶OsER1稳态塑造水稻高产理想穗型的分子机制,并通过特异性敲除该家族中一类特殊的兼具拮抗功能的关键节点基因SINAR1SINAR6,打破了水稻产量性状之间的偶联性,为作物高产育种提供了新的分子模块和思路。AeE速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

研究通过筛选类受体激酶OsER1胞内激酶结构域的互作蛋白,鉴定到水稻SINA泛素连接酶家族,并命名为SINARs。该家族包含6个成员(SINAR1—6),具有保守的RING结构域,均能对OsER1进行K63位泛素化。亚细胞和生化实验证实,SINARs均能够靶向OsER1促使其通过多囊泡体介导的液泡途径降解。在此基础上,研究鉴定了该家族成员基因的表达模式,并利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,在粳稻中花11背景下通过敲除SINAR1SINAR2SINAR3SINAR4SINAR5SINAR6等基因,获得了一系列不同基因功能缺失突变体。这些突变体在不同程度上影响水稻每穗粒数和粒型大小等产量性状。研究考察不同突变组合的双突、三突和四突表型发现,SINAR1SINAR6基因负向协同性调控水稻每穗粒数,而SINAR2SINAR3SINAR4SINAR5基因则正向冗余性调控水稻每穗粒数。AeE速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

研究考虑到OsER1基因对水稻每穗粒数的负向调节功能,推测SINAR1SINAR6SINAR2SINAR3SINAR4SINAR5在调控OsER1蛋白稳态方面可能存在拮抗作用。酵母双杂交实验证明,SINARs家族成员之间可以相互作用形成同源和异源二聚体。研究发现,SINAR1SINAR6可以通过形成异源二聚体抑制SINAR2SINAR3SINAR4SINAR5介导的OsER1泛素化与降解,表明SINAR1SINAR6可能是SINARs家族中一类特殊的兼具拮抗功能的E3泛素连接酶。AeE速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

遗传上位性分析表明,SINARs基因家族位于OsER1的上游发挥功能,从而调控下游的MAPK级联信号。研究考察不同突变组合的产量性状发现,由于促进OsER1类受体激酶降解的同时未破坏其基因功能,因此在SINAR1SINAR6双突体中降低了OsER1的丰度,从而在增加穗粒数的同时未降低结实率。在粳稻品种中花11背景下,SINAR1SINAR6基因双突的单株产量提高了约67.9%;高产籼稻品种丰矮占1号背景下,单株产量提高了约29.2%、小区测产相较于丰矮占1号增产约11.7%。这表明,通过特异性敲除兼具拮抗抑制功能的E3泛素连接酶SINAR1SINAR6可以打破水稻产量性状之间的偶联性,从而优化水稻穗型结构,塑造高产的理想穗型。AeE速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

这一研究揭示了E3泛素连接酶家族SINARs通过调控类受体激酶OsER1泛素化与稳态控制作物花序形态建成的分子遗传机理,并发现了泛素化介导植物类受体激酶液泡降解的二元调控机制。研究同时提出了通过特异性敲除关键结点基因SINAR1SINAR6克服了复杂性状之间的偶联和权衡效应的分子设计思路,为未来作物分子设计育种奠定了理论基础并提供了新的基因资源。AeE速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

相关研究成果在线发表在《分子植物》(Molecular Plant)上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、农业生物育种国家科技重大专项等的支持。AeE速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

论文链接AeE速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

AeE速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

水稻E3泛素连接酶家族SINARs通过二元调控类受体激酶OsER1稳态控制作物花序形态建成的分子遗传机理示意图AeE速刷资讯——探索最新科技、每天知道多一点SUSHUAPOS.COM

本文链接:http://m.sushuapos.com/show-12-2288-0.html研究揭示水稻E3泛素连接酶通过二元调控类受体激酶稳态塑造水稻高产理想穗型的分子机制

声明:本网站为非营利性网站,本网页内容由互联网博主自发贡献,不代表本站观点,本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼,请大家谨防诈骗!若有侵权等问题请及时与本网联系,我们将在第一时间删除处理。

热门文章

延伸阅读

相关阅读

东风风行新能源 MPV 定名“星海 V9”,4 月开启预售
3 月 7 日消息,东风风行日前宣布,旗下全新新能源中大型豪华 MPV 正式命名为风行星海 V9,将于 4 月开启预售。官方介绍称,风行星海 V9,其中,“V”寓意无限向上,一是中国品牌的向上、向外突破,二是全新品牌的向上突围、
中国对瑞士等6国试行免签政策
为进一步促进中外人员往来,中方决定扩大免签国家范围,对瑞士、爱尔兰、匈牙利、奥地利、比利时、卢森堡6个国家持普通护照人员试行免签政策。2024年3月14日至11月30日期间,上述国家持普
领克 07 EM-P 车型采用“The Next Day”设计语言、关键词“轻盈”
3 月 8 日消息,在目前正在进行的“领克07 EM-P车型全球首秀展示会上”,官方正式介绍了领克07 EM-P车型,可选银 / 蓝双色,不过没有公布具体价格信息和性能信息。外观方面,该车采用“The Next Day设计原则”,号称“为
东风汽车涨停!三家中央汽车企业新能源汽车业务将会单独考核
  东风汽车涨停!三家中央汽车企业新能源汽车业务将会单独考核  在利好消息的影响下,A股汽车板块3月5日午前和尾盘出现反复活跃。  3月5日上午,第十四届全国人民代表大会第二次会议在人民大会堂举行开幕会。开幕会
大众ID.4降价至13.98万元!德国人该吃醋了 售价是中国两倍
3月10日消息,近日,一汽-大众宣告推出ID.4 CROZZ三周年版,限时成交价仅需13.98万元起。而该车作为大众中国的紧凑型纯电SUV,市场带领价为19.58-28.33万元,这次新款车型相当于降价5.6万元。不过,更值得关
网约车追尾1000万兰博基尼:300万三者险非常有必要买!
3月9日消息,开车上路,保险一定要买,而且要尽可能地买多一些,比如300万的三者险,以防万一。近日,一起“非常贵”交通事故的发生,引起了网民广泛关注和讨论。据网传信息显示,本月8日在浙江杭州,有男孩发视频

热点精选

最新推荐

您可能感兴趣