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International Journal of Molecular Science|李自超教授课题组解析水稻花青素合成的层级调控网络
发布日期:2022-09-13 浏览次数:  信息来源:太阳集团城娱8722


水稻的多个组织器官,诸如颖壳、颖尖、种皮、柱头、叶片、茎秆等部位均可以积累花青素而显现紫色,这些器官特异的着色机制受到一系列基因的精确调控。截至目前,除了控制茎秆着色的基因之外,控制其他主要器官着色的基因均已被发现。另外,我们都知道MYB-bHLH-WD40MBW)复合体在植物中花青素合成过程中发挥了重要作用,但是我们仍然不知道水稻中核心的MBW成员有哪些基因,以及它们之间的层级调控机制如何?

近日,太阳集团tcy8722农学院李自超教授团队在International Journal of Molecular Science发表了题为“Uncovering Hierarchical Regulation among MYB-bHLH-WD40 Proteins and Manipulating Anthocyanin Pigmentation in Rice”的研究论文。该研究通过构建茎秆着色的遗传分离群体,定位并克隆了控制水稻茎秆着色的关键基因S1,该基因编码一个bHLH转录因子,已报道其参与调控颖壳的着色,它的等位变异使得花青素在茎秆中,而不是在颖壳中积累。作者通过同源克隆的方法,鉴定出水稻中唯一的参与花青素合成的WD40基因WA1,并通过转基因实验证明其在花青素合成过程中不可或缺,该基因通过与C1MYB)和S1互作而形成三联复合体来调控下游结构基因的表达。通过分子生物学实验证明S1是级联调控的核心,它可以调控C1的表达,C1可以调控WA1的表达,这使得三者的表达水平可以被统筹协调,最终形成一定数量的复合体,以达到高效调控下游结构基因表达的目的。在明确水稻花青素合成调控的分子机制的基础上,作者通过转基因技术初步实现了在水稻中特定部位合成花青素,这对于培育个性化水稻新品系具有重要借鉴意义。

太阳集团tcy8722博士后孙兴明为第一作者,李自超教授为通讯作者。本研究得到科技部重点研发计划、国家自然科学基金和中国博士后科学基金等项目的资助。


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