我国科学家破译控制水稻种子活力的“遗传密码”

科技日报记者陆成宽通过对不同活力的、经人工老化处理的水稻种子进行转录组和广泛靶向代谢谱的比较分析,中科院植物所的研究人员发现,这种不同的种子活力可以归因于差异的生物学途径和代谢过程。通过差异基因的共表达调控网络和水稻功能基因组学…

科技日报记者 陆成宽

通过对不同活力的、经人工老化处理的水稻种子进行转录组和广泛靶向代谢谱的比较分析,中科院植物所的研究人员发现,这种不同的种子活力可以归因于差异的生物学途径和代谢过程。通过差异基因的共表达调控网络和水稻功能基因组学分析,他们鉴定出对种子活力有正向调控作用的转录因子基因bZIP23和bZIP42,以及过氧化物酶基因PER1A。相关研究成果在线发表于国际知名学术期刊《美国科学院院刊》。

“这项研究揭示了一个活性氧清除途径改善水稻种子活力的新机制,为进一步改良作物相关农艺性状提供了有用的靶标。”2月27日,论文通讯作者、中科院植物所研究员宋献军告诉科技日报记者。

种子活力即种子的健壮度,是种子发芽和出苗率、幼苗生长的潜势、植株抗逆能力和生产潜力的总和,是种子质量的重要指标。种子在贮藏过程中会逐渐失去活力,即种子老化。“种子老化的速率主要取决于遗传因素,以及种子发育与贮藏期间的环境条件。目前,人们对作物种子活力的调控机制和分子网络知之甚少。”论文第一作者、中科院植物所副研究员王伟青指出。

中科院植物所宋献军研究组在前期工作中,筛选到两个种子活力差异巨大的水稻品种:低活力的“吉粳88”和高活力的“Kasalath”。

研究人员利用高通量转录组学和广靶代谢组学技术,分别分析并比较这些品种种子老化过程中的转录组和代谢组的改变,并通过构建共表达调控网络,筛选到包括bZIP23和bZIP42在内的转录因子可能作为重要的调控节点。

转基因水稻实验数据显示,bZIP23和bZIP42正向调控种子活力。“过表达转录因子bZIP23增强了种子的活力,而bZIP23的基因敲除则降低了种子的活力,说明该基因编码的蛋白是一个正调控因子。同样地,bZIP42的基因敲除也降低了种子的活力。”宋献军解释道。

与此同时,研究人员还鉴定到一个编码过氧化物酶的遗传因子PER1A,该因子编码蛋白能够通过清除种子内的活性氧正向调控种子活力。研究发现,bZIP23和bZIP42能够直接结合到PER1A的启动子区,并激活其转录表达;遗传学证据表明,PER1A很可能位于bZIP23的下游,在同一遗传通路中发挥调控种子活力的生物学功能。此外,生理学数据表明,bZIP23和PER1A在清除体内的活性氧过程中发挥重要的作用。

“这项研究发现了活性氧清除途径中增强水稻种子活力的重要基因bZIP23、bZIP42和PER1A,提高了我们对种子活力分子调控机制的理解。”王伟青说道。

声明:该文观点仅代表原作者本人,巴拉号系信息发布平台,仅提供信息存储空间服务。

(0)
上一篇 2022年2月28日 21:10
下一篇 2022年2月28日 21:10

相关推荐

  • 电商领域综合服务商天异购完成数亿人民币A轮融资

    3月14日消息,巴拉号获悉,电商领域综合服务商天异购完成数亿人民币A轮融资,投资方为红杉种子基金、元禾控股、顺为资本。据了解,天异购是一家电商领域综合服务商,致力于商业互联网科技化的探索与应用开发,旨在帮助实体零售企业及品牌企业…

    电商 2022年3月15日
    026
  • 免疫调控模块介导的植物广谱抗病机制获揭示

    科技日报记者马爱平近日,中国农业科学院植物保护研究所作物病原生物功能基因组研究创新团队基于转录组测序、酵母双杂交文库筛选和蛋白质组数据分析,获得了一个调控水稻条纹病毒侵染的新型C4HC3类型E3泛素连接酶,揭示了泛素连接酶介导的…

    推荐 2022年3月30日
    013
  • 中国十大伟人名字,中国十大伟人名字现代

    中国十大伟人名字,中国十大伟人名字现代有这样七位伟人,他们带领我们一步步走向强盛,为新中国做出了无可替代的伟大贡献,堪称撑起华夏民族走向复兴的顶梁柱。那么,你知道这七个人是谁吗?他们为什么被称为伟人?又分别做出过哪些贡献呢?点个赞…

    推荐 2022年6月3日
    0207
  • 淘宝调整种子种苗行业管理规范

    站长之家(ChinaZ.com)4月24日消息:近日,淘宝发布《淘宝网种子种苗行业管理规范》规则调整的公示通知,该规则将于2022年4月29日正式生效。变更后的规范适用范围新增“畜牧/养殖物资>>动物幼苗/动物种苗…

    业界 2022年4月24日
    014
  • 淘宝发布《2022阳台种菜报告》 种子购买人数3年增幅超100%

    5月7日消息:近日,淘宝发布《2022阳台种菜报告》。数据显示,越来越多的人喜欢自己种菜,一季度,淘宝天猫平台各类蔬菜种子销量同比暴涨,种子购买人数连续三年增幅超100%。北京、上海、杭州成为全国购买种子人数最多的城市。值得注意…

    业界 2022年5月7日
    042
  • 农资运输激增 沈铁为春耕生产提供保障

    科技日报记者郝晓明随着天气逐渐转暖,东北地区陆续开始春耕备耕,农业物资需求量激增。中国铁路沈阳局集团有限公司(以下简称沈阳局集团公司)把春耕物资运输作为一项重要任务,积极开辟绿色通道,全力保障春耕物资运输通畅。今年以来,已累计发…

    推荐 2022年3月2日
    012
  • 十年攻坚,水稻野生近缘种质资源创新获重要进展

    科技日报记者赵汉斌充分利用野生近缘种中丰富的遗传变异是扩宽亚洲栽培稻遗传基础的重要途径。近期,在水稻野生近缘种质资源创新方面,云南农业科学院粮食作物研究所陆稻野生稻研究团队再次获得重要进展,研究成果在国际期刊《植物科学前沿》上发…

    推荐 2022年3月31日
    021
  • 小种子绘本故事,

    小种子绘本故事,听绘本请点击下方音频秋天到了,大风吹了起来。大风把花的种子吹到半空中,要带着种子飞向遥远的地方。有一颗小种子好小好小,比其他的种子都小。他能跟得上其他的种子吗?他们都要飞到哪儿去呢?有一颗种子飞得好高好高,越来越高…

    推荐 2022年5月18日
    010
  • 破译大豆光周期“密码” 我们又进了一步

    通讯员殷丽娅科技日报记者杨仑大多数一年生植物的开花取决于每日日照时间的长短,而大豆是光周期极为敏感的典型短日照作物,单个品种或种质资源一般只适宜种植于纬度跨度较小的区域内,单个大豆品种适宜种植范围狭窄。大豆这种“特殊”的特性…

    推荐 2022年3月13日
    013
  • 含羞草的养殖方法,含羞草的养殖方法和注意事项

    含羞草的养殖方法,含羞草的养殖方法和注意事项说起含羞草,大家都兴趣十足,这是一种十分有趣的绿植,当手指触碰到它的叶面之后,就会像害羞的女孩子一样,将叶子闭合。今天就来为大家讲解一下含羞草的种植方法与注意事项。1.泥土要疏松含羞草对…

    推荐 2022年5月16日
    07

联系我们

联系邮箱:server#balahao.com
工作时间:周一至周五,10:30-18:30,节假日休息