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河南农大等揭示玉米籽粒与植株发育调控新机制

来源:科学网 2018-03-06 09:39

 

玉米是一年生雌雄同株异花授粉植物, 植株高大, 茎强壮, 是重要的粮食作物和饲料作物, 也是全世界总产量最高的农作物, 其种植面积和总产量仅次于水稻和小麦。玉米一直都被誉为长寿食品, 含有丰富的蛋 白质、 脂肪、 维生素、 微量元素、 纤维素等, 具有开发高营养、 高生物学功能食品的巨大潜力。但由于其遗传性较为复杂, 变异种类丰富, 在常规的育种过程中存在着周期过长、 变异系数过大、 影响子代生长发育的缺点, 而现代生物育种技术不但克服了上述缺点和不足, 同时也提高了育种速度和质量。

近日,从河南农大传来消息,该校汤继华教授团队和中国农科院李文学团队合作,揭示了Urb2基因在玉米籽粒发育中的关键作用及其调控机制。相关研究成果发表在最近出版的国际著名期刊《新植物学家》杂志上。

玉米籽粒发育是一个非常复杂的生物学过程,受到成百上千的基因调控,籽粒性状作为影响玉米产量形成的重要因素之一,受到各种环境因素和遗传因素的影响。对控制玉米籽粒发育进程的关键基因进行克隆并探索其分子机制,有助于促进人们对玉米籽粒发育调控网络的解析,从分子水平为玉米籽粒性状和产量性状的遗传改良提供理论支撑。

研究人员通过筛选田间育种材料中的自然突变体,发现一个籽粒大小明显分离的材料。研究发现ZmUrb2是控制籽粒发育性状的目标基因,并深入解析Urb2基因的作用机制,证明Urb2主要通过影响核糖体的生物合成和核糖体rRNA前体的加工来影响籽粒发育和整个营养生长过程。最后通过单倍型分析,证明了Urb2基因的Hap3单倍型可能作为一个优良的等位基因,在玉米从热带到温带的驯化过程中被人工选择。该研究成果对于揭示玉米籽粒发育的调控机制和产量形成的分子基础具有重要的意义。(生物谷Bioon.com)

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