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2018/01/29 赵翔宇

玉米果穗顶部籽秕粒瘪或未结籽粒,称之为秃顶,又叫“不满尖”、“秃尖”。是玉米生产中常见的现象,一般会导致玉米减产5%~10%,严重的甚至在30%以上。品种遗传特性、栽培密度不合理、干旱缺水、阴雨天气、营养缺乏、病虫害等因素都会导致玉米秃顶。近日,为了解析玉米秃尖的分子生理机制,阿根廷布宜诺斯艾利斯大学的科研人员系统研究了两个玉米杂交品种在两种播种密度和三种灌溉条件(灌溉充足、授粉前干旱和授粉后干旱)下的秃尖情况。研究人员在同步人工授粉后的2-6天内收集果穗尖部研究其基因表达模式并分析糖份含量。结果显示,具有高败育风险的籽粒中葡萄糖和果糖含量增加,而多个FASCICLIN-LIKE阿拉伯半乳聚糖蛋白基因(FLAs)的表达与籽粒......

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2018/01/29 徐明良,龚央庆

• Walley et al., PNAS, 2018. Fungal-induced protein hyperacetylation in maize identified by acetylome profiling。植物可通过乙酰化修饰调控细胞的生物学进程,组蛋白乙酰化在免疫调控中的作用已被认可。在侵染过程中,病原菌编码的乙酰转移酶会直接乙酰化寄主蛋白来改变其免疫力,然而,植物自身编码的蛋白在免疫反应中如何调控乙酰化修饰还不清楚。本文中爱荷华州立大学和加州大学圣地亚哥分校植物病理学与微生物学研究团队在这方面做了非常出色的工作,阐明了HC-毒素(HCT,玉米圆斑病菌产生的一种组蛋白脱乙酰酶抑制剂)是如何通过改变寄主蛋白的乙酰化程度来提高其致病能力。他们用H......

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2018/01/29 翁建峰

扬州大学陈建民团队在Plant Biotechnology Journal在线发表了题为“A Maize phytochrome-interacting factors Protein ZmPIF1 Enhances Drought Tolerance by Inducing Stomatal Closure and Improves Grain Yield in Oryza sativa”的研究论文。中文题目为:玉米光敏色素作用因子ZmPIF1通过诱导气孔关闭提高耐旱性和水稻籽粒产量。该研究揭示了玉米PIFs转录因子具有节水抗旱的功能,且能够影响转基因水稻有效分蘖数,为作物节水抗旱的改良提供了重要线索。水资源短缺是制约农业生产的主要问题,生物节水......

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2018/01/29 宋伟彬

花粉的萌发和生长是植物繁衍后代很关键的一步,整个过程中有很多信号参与调控。ZmSTK1和 ZmSTK2是两个蛋白质同源性在85%以上的类受体细胞质激酶。本文也就基于这两个基因,开展了它们在花粉发育过程中的分子调控机理。表达分析发现,两个基因在花粉发育晚期表达。其中的任何一个基因的突变均能够影响花粉的发育和进一步生长,直接的结果导致双受精受阻,进而影响结实。蛋白互作数据分析表明,ZmSTKs基因编码蛋白的激酶结构域能够与烯醇酶enolase1和enolase2的C端结合。ZmSTK1和ZmSTK2基因的突变一方面降低了烯醇酶的活性,另一方面也显著降低糖代谢不同组份的浓度。本研究的结果证明了一点,就是该家族成员基因能够直接参与到花粉的发育,以及间接参与糖酵解途径。为进一步研究......

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2018/01/29 卢艳丽

人工选择下温带适应性玉米与自然选择下冷适应性野生近源种摩擦禾间的平行选择 玉米由其直接祖先种大刍草驯化而来,起源于南美洲热带和亚热带相对狭小的地理区域,而如今经过人工选择作用广泛分布于全球的温带地区。与之相似的是,摩擦禾是玉米及大刍草的近源种,具有共同的祖先和起源地,热带起源的野生种摩擦禾经过自然选择的作用产生冷适应性,广泛分布于美国东北部温带地区。因此,研究摩擦禾在自然选择下的冷适应机制有助于研究玉米在人工选择下产生的温带适应性机制。该研究通过三代转录组测序获得了摩擦禾多个营养器官的全长混合转录组数据库,并鉴定到了多个在摩擦禾中特有的与野生种抗性相关基因的表达。研究发现,摩擦禾与玉米的分化发生于其祖先种全基因组复制事件之后,其分化时间大约在770万年前。另外,与磷......

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2018/01/29 李青

授粉后,玉米种子的发育经历复杂动态变化,期间伴随大量基因表达和翻译的动态调控。小RNA,包括来自于茎环结构的长度一般在21到22-nt的miRNA,可以在转录以及转录后水平调控基因表达,但是,miRNA是否参与授粉后玉米胚和胚乳的发育呢?针对这一问题,中国农科院徐妙云课题组测定了授粉后(DAP)9、15、20天胚和胚乳中小RNA的表达量,发现不同时期的胚和胚乳中具有丰富的小RNA,其中,22-nt和24-nt小RNA占多数,但表现不同的模式: 24-nt小RNA在胚中的表达量高于胚乳,22-nt小RNA则表现相反趋势---在胚乳中的表达量高于胚。此外,21-nt小RNA的量也非常高,其比例通常高于12%。作者分析了132个已知以及6个新鉴定的miRNA的表达量,发现这些m......

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2017/12/26 宋伟彬

赖氨酸和蛋氨酸是玉米籽粒中重要的氨基酸,玉米籽粒中赖氨酸缺乏的主要原因是富含赖氨酸的蛋白比较缺乏。Opaqe2基因的突变能够增加赖氨酸的含量,但是导致了玉米胚乳质地发生了很大的改变,结果严重影响了玉米的生产和加工运输。目前,遗传育种学家主要通过选育opaque2突变体的修饰因子,一方面提高赖氨酸的含量,另一方面也能够增加胚乳的硬度,也就是现在的QPM玉米(Quality Protein Maize)。而通过影响编码γ醇溶蛋白基因的表达量(RNAi)能够有效的达到获得QPM:赖氨酸含量增加,胚乳质地受基本不受影响。本文中,作者通过在玉米中表达来自大肠杆菌的一个基因(3'-磷酸腺苷-5'-磷酰硫酸还原酶,该基因主要参与了叶片中的硫酸盐的吸收和代谢)。转基因株系PE......

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2017/12/26 赵翔宇

Meng et al., Plant J. 2017 Nov 24. doi: 10.1111/tpj.13786. Sequential gene activation and gene imprinting during early embryo development in maize. 基因印迹(gene imprinting)是一种广泛存在于哺乳动物和植物中的表观遗传现象,它指某个基因在多种多样的组织中呈现亲源特异性表达。在玉米中,发现基因印迹主要存在于胚乳中,多个研究发现印迹基因可能参与玉米胚乳发育。而在玉米胚胎中仅有很少的假定印迹基因被检测到,而这些印迹基因中的大部分也在胚乳中被发现。一些研究者认为这种结果可能是由于胚胎受到胚乳和ESR污染所导致的,因此在......

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2017/12/26 徐明良,马传禹

Catherine et al., agronomy, 2017.培育高产抗病品种,减少农药化肥的使用是重要的育种目标。目前相关研究主要以农作物作为研究目标,极少考虑植物与微生物互作共生对植物生长的影响。丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)可与大多数陆地植物之间形成共生体。在共生体中,AMF从宿主中获得碳水化合物维持自身的生长和繁殖,同时为宿主提供水分、磷酸盐、氮以及其他金属和盐类等,从而促进植物的生长发育,提高抗病性。目前对于这种共生机制的认识多来自于模式植物。因此,这种共生关系还不能在作物生产中得到直接应用,但共生体的形成在作物育种中具有巨大的应用潜力,值得深入研究。本综述从植物生长和抗病性两个方面总结了植物与丛枝菌根共生......

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2017/12/26 翁建峰

A retrotransposon in an HKT1 family sodium transporter causes variation of leaf Na+ exclusion and salt tolerance in maize的研究论文2017年11月15日发表于New Phytologist杂志上,由中国农业大学生物学院蒋才富团队完成。 土壤盐碱化是限制全球玉米产量提升的主要非生物胁迫之一,提高作物对耐盐机制的认识,将有助于玉米耐盐品种的选育及产量的提升。前人研究表明,维持组织中Na+、K+稳态及Na+/ K+ 比率平衡对植物抗盐十分重要,而叶片中Na+、K+的差异与玉米品种间耐盐性的变化有着密切的关系。该团队以郑58/昌7-2 RIL群体为材料(郑5......

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