紫薇研究获进展,上海生科院发现影响水稻中低

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紫薇研究获进展,上海生科院发现影响水稻中低温叶绿体发育的新基因。生物界中,植物的光合作用产物是食物的最终来源。叶片是植物进行光合作用的主要器官,而叶绿体是高等植物光合作用的主要场所。叶色突变体是一类与植物光合作用直接相关的突变体。通过对这类突变体的研究,将有助于阐明植物光合调控机制、叶绿体发育的分子机理,利用基因工程提高作物的光合能力以及增加作物产量。

紫薇研究获进展,上海生科院发现影响水稻中低温叶绿体发育的新基因。紫薇研究获进展,上海生科院发现影响水稻中低温叶绿体发育的新基因。叶绿体主要分布在植物叶片中,叶片的发育直接影响到叶绿体的发育。水稻叶色突变体的研究可以挖掘更多叶绿体发育相关基因,为叶色调控网络解析奠定基础。研究人员利用一个水稻白条纹叶突变体,图位克隆了WFSL1基因。WFSL1基因突变导致叶绿体结构发生改变,抑制了叶绿体核糖体基因转录与翻译,影响了光合作用及干物质的积累。由于WFSL1基因编码一个具有HD domain结构域的磷酸水解酶,表明HD domain在介导叶绿体和核糖体发育中发挥重要作用。

紫薇研究获进展,上海生科院发现影响水稻中低温叶绿体发育的新基因。高通量测序技术对紫薇叶片转录组进行测序和分析结果鉴定了115与开花周期相关的基因并将其中的75个基因分到4个已知的花周期调控相关的途径,其中光周期途径中包括34个基因,春化途径中包括17个基因,自主途径中包括12个基因,GA途径中包括12个基因,其中CO基因家族和MADS-box基因为光周期途径中的重要家族,在植物开花中起着重要的作用。从紫薇叶片转录组中鉴定了39个MADS-box基因,其中20个基因具有全长cDNA,将其分为7个亚家族包括Mα、MIKC*、SVP-like、B、SOC1-like、A和FLC-like,每个亚家族含有1-6个不等的基因,每个基因含有2-5个不等的motif。10个CO基因,根据其序列结构分为3类,每类包括2-4个不等的基因,每个基因含有5-10个不等的motif。

8月16日,《实验植物学杂志》(Journal of Experimental Botany)在线发表了中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所滕胜研究组题为Temperature-sensitive albino gene TCD5, encoding a monooxygenase, affects chloroplast development at low temperatures 的研究论文。该研究发现了一个影响水稻低温叶绿体发育的关键基因TCD5,该类单加氧酶家族参与温度敏感的植物白化表型是首次报道。

近日,国际着名期刊《科学报道》在线发表了中国水稻研究所种质创新课题组与杭州师范大学植物逆境课题组合作完成的研究论文“水稻HD结构域基因WSFL1的点突变影响叶绿体核糖体合成和形成白条叶”,揭示了水稻叶绿体发育的新机制。

紫薇研究获进展

该工作由王玉锋、张建辉和史晓亮等完成,并得到多项国家自然基金委项目的资助。

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