植物学报 ›› 2024, Vol. 59 ›› Issue (6): 869-872.DOI: 10.11983/CBB24167 cstr: 32102.14.CBB24167
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收稿日期:
2024-11-03
接受日期:
2024-11-11
出版日期:
2024-11-10
发布日期:
2024-11-12
通讯作者:
*杨维才, 崖州湾国家实验室首席科学家, 中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员, 中国科学院院士, 发展中国家科学院院士。现任中国遗传学会理事长, 中国作物学会副理事长。长期致力于植物生殖发育和植物共生固氮研究, 揭示了花粉管信号感知和信号转导、胚胎发生和植物生物固氮等分子机制。E-mail: wcyang@genetics.ac.cn;李红菊, 中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员, 博士生导师, 国家杰出青年科学基金获得者。主要从事植物有性生殖发育调控机制研究, 揭示了中央细胞命运决定、中央细胞控制的受精恢复、双受精、精细胞释放和演化等分子调控机制。相关研究成果发表在Cell、Nature、Molecular Plant、Nature Plants、Nature Communications及PNAS等期刊上。现任中国植物学会理事, 中国植物学会植物结构与生殖专业委员会主任。E-mail: hjli@genetics.ac.cn
基金资助:
Received:
2024-11-03
Accepted:
2024-11-11
Online:
2024-11-10
Published:
2024-11-12
Contact:
*E-mail: wcyang@genetics.ac.cn;hjli@genetics.ac.cn
摘要: 种子脱水是其成熟过程中的一个关键生理过程, 直接影响种子休眠程度以及收获后种子的含水量、储存能力和品质。在农业生产中, 籽粒脱水速率是决定种子收获时籽粒含水量的主要因素之一, 也是决定机械化收获质量的关键。近年的研究表明, 种子脱水过程中转录组和激素水平发生了明显变化, 但相关分子机制研究进展非常缓慢。近期的一项研究发现了1个位于非编码区调控玉米(Zea mays)种子成熟期脱水速率的数量性状遗传位点(QTL) qKDR1, 通过招募转录因子ZmMYBST1和ZmMYBR43抑制qKDR1上游微肽编码基因RPG的转录, 导致RPG的表达量降低。研究揭示了RPG编码的微肽microRPG1通过调控乙烯信号途径影响种子脱水速率的分子机制, 并阐明了其在作物育种和农业生产中的应用潜力。该研究拓展了人们对种子脱水调控机制的理解, 为开发脱水速率更快和耐储性更强的作物品种提供了重要理论依据。
李红菊, 杨维才. 微肽大用: 种子脱水调控新机制. 植物学报, 2024, 59(6): 869-872.
Hongju Li, Weicai Yang. A Micropeptide With a Big Role: New Molecular Mechanism in Seed Desiccation. Chinese Bulletin of Botany, 2024, 59(6): 869-872.
图1 RPG调控玉米籽粒脱水的模型 qKDR1通过招募ZmMYBST1和ZmMYBR43抑制RPG的转录, 导致RPG的表达量降低。NILK22等位基因的qKDR1 (qKDR1K22)相比NILDAN340等位基因的qKDR1 (qKDR1DAN340)具有更高的抑制活性。RPG编码1个由31个氨基酸残基组成的microRPG1微肽, 其通过抑制乙烯信号途径基因ZmEIL1和ZmEIL3的表达控制籽粒脱水。更低的微肽表达量导致更高的乙烯信号和更快的籽粒脱水。
Figure 1 A model for RPG-regulated maize kernel dehydration qKDR1 suppresses the transcription of RPG by recruiting ZmMYBST1 and ZmMYBR43, resulting in a decrease in RPG expression. qKDR1 of the NILK22 allele (qKDR1K22) has higher inhibitory activity compared to qKDR1 of the NILDAN340 allele (qKDR1DAN340). RPG encodes a 31 amino acid microRPG1 micropeptide, which controls kernel dehydration by inhibiting the expression of the ethylene signaling pathway genes ZmEIL1 and ZmEIL3. Lower expression of micropeptides leads to higher ethylene signaling and faster kernel dehydration.
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