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水稻分蘖分子机制研究获进展

发布日期:2012-03-31  来源: 中国科学报  浏览次数:2319
中科院遗传与发育生物学研究所研究员李家洋与中国水稻所研究员钱前等人合作,发现了一个新的水稻基因TAD1,并发现其与调控水稻分蘖的主控因子MOC1位于同一蛋白复合物中且直接互相作用,从而揭示了调控水稻分蘖的一个重要分子机理。

  中科院遗传与发育生物学研究所研究员李家洋与中国水稻所研究员钱前等人合作,发现了一个新的水稻基因TAD1,并发现其与调控水稻分蘖的主控因子MOC1位于同一蛋白复合物中且直接互相作用,从而揭示了调控水稻分蘖的一个重要分子机理。相关成果近日发表于《自然—通讯》杂志。

  水稻的分蘖是决定产量的一个重要农艺性状,适当的分蘖数目直接决定水稻的产量。此外,水稻的分蘖也是在植物生物学中决定株型建成的一个核心科学问题。在过去十余年,李家洋及其合作者对水稻分蘖的调控机制进行了系统深入的研究。

  在早期的工作中,李家洋等以水稻单分蘖突变体moc1为材料,解析了其野生型基因MOC1调控分蘖的分子机理,发现MOC1编码一个植物特异的转录因子。MOC1控制分蘖芽的起始和生长等过程,是调控分蘖芽生长发育的主控因子。MOC1的发现和功能分析是单子叶植物分枝机理研究领域的重大突破,引起了国内外学术界的广泛关注。但是,MOC1作为一个调控分蘖的主控因子,其本身的调控机制机理不甚明了。

  通过对多分蘖突变体tad1及单分蘖突变体moc1的遗传分析,研究人员发现TAD1作用于MOC1的上游。生化研究发现,TAD1直接调控MOC1。分子遗传学分析发现,TAD1编码一个细胞分裂后期启动复合物(APC/C)的共激活蛋白。

  APC/C是一个在真核生物中功能高度保守的E3泛素连接酶,参与降解细胞周期中的关键调控因子,从而促进细胞周期的进程。李家洋等此次证明了TAD1直接作用于MOC1,导致后者以依赖于细胞周期进程的方式降解,从而揭示了通过细胞周期调控分蘖以及植物株型建成的新机制。




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