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2019/06/24 杨琴

棉子糖家族低聚糖(Raffinose family oligosaccharides, RFOs)在植物非生物胁迫中发挥着重要作用。棉子糖生物合成过程中的两种定向酶GALACTINOL SYNTHASE(GOLS)和RAFFINOSE SYNTHASE(RAFS)被证明与植物非生物胁迫密切相关,但是目前关于ZmGOLS2调节植物热胁迫响应的机制尚不清楚 近日,西北农林科技大学赵天永课题组在Plant Journal发表了题为“Maize HSFA2 and HSBP2 antagonistically modulate raffinose biosynthesis and heat tolerance in Arabidopsis”的研究论文......

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2019/06/24 王桂凤

亲和性是物种进化和形成的生物学基础,决定和平衡着地球上植物种群的多样性和稳定性。解析控制植物种间和种内不亲和性的分子机制一直是植物学研究的热点方向。玉米是典型的异花授粉作物,通常其自交和杂交均能正常结实。然而自然界中一些玉米材料不接受外来花粉而授精结实,这种现象被称为单向杂交不亲和性 (Unilateral Cross-Incompatibility, UCI)。由于UCI影响了花粉配子的传递方向,人们将控制这一现象的基因称之为Gametophyte Factor (Ga)。第一个玉米单向杂交不亲和位点(Ga1)最早由Correns于1902年发现,是单向杂交不亲和性最彻底的位点之一,并在爆裂玉米育种和生产上广为应用。随后多个控制玉米杂交不亲和的位点被陆续发现,主要包括三......

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2019/06/24 沈亚欧 刘鹏

热带小粒型玉米自交系SK的基因组组装为结构变异和作物改良提供新见解 目前已发表基因组数据的玉米材料(B73、Mo17、W22、HuangZaosi等)都来自温带,用作参考基因组,并不能全面揭示热带玉米的遗传多样性。华中农业大学严建兵老师团队使用多种测序方法及组装策略构建了一版高质量热带玉米基因组图谱,为热带玉米优势性状的研究提供了有力的参考。 该研究以一个热带小粒型玉米自交系 SK 为材料,应用 Pacbio 测序技术、Bionano Genomics 双酶切光学图谱、10×Genomics 和二代高通量测序数据,组装得到迄今为止最高质量的玉米参考基因组,大小为2.32Gb, Contig N50 达到 15.78Mb,通过 RNAseq、IS......

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2019/06/24 刘学

根系是植物体非常重要,但认识却很有限的一个系统。根系构型会随着土壤中水分和养分的变化而不断调整。植物是维持现有的根系形态还是产生新的侧根受遗传因素和环境因素的共同影响。由于根系是位于土壤中的巨大而复杂的系统,导致我们对根系形成的分子机理的认识非常有限。 本文介绍了一种新的方法能够量化和预测根系构型。作者在培养基中种植了B73,Mo17和它们的杂交种,对根系进行自动定时3D拍照,每4小时拍摄一次,共持续8天。通过软件对照片数据进行分析处理,重建根系形态并分析根系生长模式。从实验开始时的每个幼苗只有一个主根,到实验结束时的根系已经超过了100个分枝。虽然根系构型变化很大,但通过对根体积,根长和根数的分析发现,Mo17相比B73趋向于形成根数少但根长大的根系。为了进一步确定玉......

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2019/06/24 刘红军

植物生长、发育和生产的维持过程中,碳水化合物从叶片(合成部位,源)转运到远端部位(库)的分配是必需的。在玉米中,前人已经发现了六种在碳水化合物分配中起作用的突变体,分别为sucrose export defective1 (sxd1), tie-dyed1 (tdy1), tie-dyed2 (tdy2), psychedelic (psc), sucrose transporter1 (sut1) 和 carbohydrate partitioning defective1 (cpd1)。近日,美国密苏里大学的David M. Braun实验室在 Molecular Plant 在线发表了一篇题为Maize Carbohydrate partitioning defec......

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2019/06/24 韩洁楠

玉米胚乳中淀粉和蛋白的积累,影响籽粒产量和质量。醇溶蛋白占总蛋白的60%以上,受多个转录因子调控(O2,PBF,OHP1,OHP2,ZmbZIP22,ZmMADS47)。淀粉合成过程关键酶及编码基因已基本研究清楚,ZmNAC36、ZmbZIP91、ZmEREB156等多个转录因子参与淀粉合成转录调控过程,但功能需进一步验证。淀粉和蛋白在胚乳中的积累起始于授粉后8-10d,时间及空间上高度同步,因此基因转录水平及蛋白水平存在复杂的协同调控。2016年中科院巫永睿和美国科学院院士Joachim Messing团队合作发现,O2及PBF不仅调控醇溶蛋白基因的表达影响品质,同时直接或间接参与淀粉合成途径影响淀粉积累。2019年两团队合作再次在PNAS发表NAC-type tran......

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2019/06/24 代明球

近日,由唐纳德植物科学中心的Christopher N. Topp实验室于Plant Cell发表的题为”Three-dimensional Time-lapse Analysis Reveals Multiscale Relationships in Maize Root Systems with Contrasting Architectures” 的研究论文。该论文通过拍摄与分析两个不同的玉米自交系及它们杂交后代的根系表型,利用延时三维成像观测表型并建立数学模型,为寻找影响玉米根系发育的遗传变异提供有效帮助。 在本研究中,作者利用3D延时摄影的手段对于萌发后4-11天的B73与Mo17两个根系发育不同的自交系及它们的杂交后代进行了4小时一次......

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2019/06/24 董朝斌

基于特定单倍体诱导系诱导筛选双单倍体是现代玉米育种技术的常规策略之一。当今玉米育种中广泛应用并不断优化的单倍体诱导系均起源于原始诱导物系Stock6。解析其高频诱导的遗传基础是优化单倍体育种效率的关键,前期的研究表明现代高效诱导系中包含两个主效QTL qhir1和qhir8导致高频单倍体诱导。然而诱导率鉴定需要大量杂交及后代单倍体的筛选工作,因此单倍体诱导基因的克隆长期以来都是颇具挑战性的课题。2017年,中国农业大学的陈绍江教授课题组等国内外三个课题组同时克隆了qhir1位点编码磷脂酶基因ZmPLA1,其中4bp插入所导致的基因功能缺失是单倍体诱导能力产生的关键。然而,ZmPLA1基因突变只产生约2%的单倍体诱导率,并不能完全解释高频诱导现象(~10%)。近日陈绍江教......

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2019/05/24 董朝斌

玉米和高粱不仅是对全球农业具有重要意义的农作物,而且分类上同属于禾本科高粱族(Andropogoneae),在12-16百万年前共同起源于一个共同的祖先。这种近缘关系也体现在他们广泛的基因组共线性,包含超过11,000个已确定的共线性同源基因对。尽管存在这种基因组相似性,但玉米和高粱具有不同的花序结构,这可能反映了其物种形成/驯化历史的差异最终导致两作物不同的农业用途。虽然人们对玉米花序形态发生的遗传机制积累了一定的研究基础,但可能是由于玉米-高粱花形态结构的差异和复杂性,玉米花序发育机制仍很难直接应用于对高粱穗发育的研究中。在这篇预印本的报道中,作者连续对不同发育阶段的40个B73玉米雄穗和47个BT×623高粱穗进行了转录组分析,并将两物种花序的特异形态特......

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2019/05/24 沈亚欧

叶绿体基因往往编码高丰度蛋白,这暗示叶绿体转基因表达系统具有产生高丰度目的蛋白的潜在功能。另外,由于叶绿体转基因是通过同源重组在叶绿体基因组特异位点进行整合的,因此很少发生外源基因沉默现象,可以确保目的蛋白在转基因后代植株中的稳定表达。然而在叶绿体中组成型表达大量的外源蛋白会因为消耗植物体资源过多或直接产生毒性,导致植物生长发育受到影响。若能够调控外源蛋白仅在期望的短时间内高表达则能解决这一矛盾。为了实现这一目标,前人构建了几个烟草叶绿体转基因表达的诱导系统,主要是利用了一个茶碱诱导的核糖开关来启动质体编码的T7 RNA聚合酶的翻译,进而驱动目的基因的转录。然而这几个系统产生的外源蛋白最大表达量仅是对照系统的7倍,占烟草叶片总蛋白的1.75%,并未达到高效表达外源蛋白的目......

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