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科学家揭示水稻表观遗传调控水稻产量性状新机制

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  近日,中国农业科学院生物技术研究所作物耐逆性调控与改良创新团队和合作者揭示了水稻表观遗传调控细胞周期和DNA损伤的新机制,为研究表观遗传调控作物重要农艺性状及提高抗逆性提供了新的途径和基因。相关研究成果发表在《植物细胞(The Plant Cell)》上。

  

  据专家介绍,鉴定遗传信息和表观遗传信息在细胞分裂中的调控基因和网络可望为提高作物产量和抗逆性提供基因资源和理论基础。该研究在水稻中鉴定了酵母CTF4同源蛋白DRW1,突变后呈现明显的矮化短小表型(包括株高降低、种子变小、千粒重减少等)。与酵母和哺乳动物相比,水稻DRW1不仅参与DNA复制和损伤修复,还特异地影响细胞周期中的表观遗传信息传递,表明DRW1在进化过程中即呈现保守的生物功能,又分化出特有的表观调控机制。

  作物生长发育过程中,高温、干旱等非生物胁迫会引起细胞增殖被抑制,集中能量用于抗逆,往往导致作物不同程度减产。该研究鉴定了一个调控株高、种子大小、千粒重等产量性状的关键基因,揭示了CTF4同源蛋白在酵母、拟南芥和水稻中的进化机制,不仅为后续研究CTF4同源蛋白物种进化提供了理论基础,而且为水稻生长发育、产量和抗逆相关性状的遗传改良提供了重要线索和应用前景。

  该研究得到国家重大专项、中国农科院科技创新工程等项目资助。  (通讯员  崔艳)

  原文链接:

  https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koab047/6129782

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