來自中科院植物研究所、中國科學院大學等處的研究人員發表了題為“The interaction between OsMADS57 and OsTB1 modulates rice tillering via DWARF14”的文章,證實通過水稻MADS57與TB1之間相互作用,結合miR444a負調控,靶向D14 (Dwarf14),可控制水稻分蘗,這對于水稻產量研究具有重要意義。相關成果公布在《自然通訊》(Nature Communications)雜志上。
文章的通訊作者是現任中國科學院植物研究所副所長的種康(Kang Chong)教授。其主要研究方向為環境應答功能基因組,開花與春化作用分子機理以及水稻擬南芥器官發生的分子機理研究。郭思義博士和徐云遠研究員作為該文共同第一作者。該研究得到了國家自然科學基金、國家863項目和國家973項目的資助。
水稻的分蘗是決定產量的一個重要農藝性狀。適當的分蘗數目直接決定水稻的產量。水稻的分蘗不僅是直接調控產量的一個關鍵農藝性狀,同時也是在植物生物學中決定株型建成的一個核心科學問題。然而直到現在對于它的分子調控網絡仍然知之甚少。
MADS轉錄因子家族在真菌、動物和植物中高度保守。以往對于MADS轉錄因子家族成員的遺傳互作分析表明它們參與了開花、花器官特征決定和發育、胚胎發育和分生組織分化等植物生長發育的各個重要過程。過去的研究發現,MADS轉錄因子家族成員MADS57主要表達于植物營養組織中,表明其可能在植物發育過程中發揮了獨特的作用。
在這篇文章中,研究人員以水稻突變株系和轉反義株系為材料,解析了MADS57的功能及分子機理。他們研究人員發現一種激活標記mads57-1和 MADS57過表達突變株系顯示分蘗增多,而MADS57轉反義株系則分蘗較少。證實了MADS57具有控制營養器官側芽分化和分蘗形成的功能。
遺傳和分子生物學實驗證實,MADS57直接與獨腳金內酯(新激素)受體基因D14啟動子上CarG模體結合,抑制了D14的轉錄。MADS57可受到miR444a的負調控,導致MADS57表達抑制。此外,研究人員證實水稻TCP家族成員TB1與MADS57蛋白互作,可削弱OsMADS57對 D14轉錄的抑制作用。
新研究揭示了一個miRNA/MADS/TCP/D14 (miMTD)水稻分蘗調控新網絡。在這一網絡中, MADS57直接抑制了D14的表達,影響了獨腳金內酯信號傳導,控制了水稻水稻分蘗。這一抑制作用受到MADS57與OsTB1相互作用的調控。此外,miR444a靶向并對MADS57進行了負調控。發現的這一miMTD水稻分蘗調控機制,在水稻高產分子設計育種方面具有重要的應用潛力。
種康
1962年4月出生于陜西省,1988年和1993年分別在蘭州大學和中科院植物所獲得碩士和博士學位。1993.6C1997.8在蘭州大學、中國科學院植物研究所做博士后;曾在日本東北大學生化系博士后、香港科技大學生物系合作研究、美國普渡大學植物學與病理系和Dow Agrosciences LLC作高級訪問學者合作訪問。現任中國科學院植物研究所黨委副書記。社會兼職有中國植物學會副理事長、中國細胞學會染色體與組學分會會長、中國植物生理學會理事、國際植物組織培養與生物技術聯合會(International Association for Plant Tissue Culture & Biotechnology, IAPTC&B)中國聯絡人(National Correspondent)。擔任《植物學報》主編, 《Plant Cell Reports》、《Journal of Integrative Plant Biology》、《Journal of Plant Biology》編委會成員。迄今發表SCI收錄刊物論文IF3.0以上研究論文30余篇。
主要研究領域(1)環境應答功能基因組研究(2)開花與春化作用分子機理研究(3)水稻擬南芥器官發生的分子機理
成果與獎勵
2007年 入選 “新世紀百千萬人才工程”國家級人選。
2006年 獲得“中國科學院研究生院優秀教師”榮譽稱號。
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