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科技创新进展:揭示LRG1调控水稻小穗发育的分子机制 
作者:重点实验室
来源:中国水稻研究所
发布时间:2020-03-24

近日,我所水稻基因组模块创制创新团队在Science Bulletin在线发表了题为The C2H2 zinc-finger protein LACKING RUDIMENTARY GLUME 1 regulates spikelet development in rice的研究论文。该研究克隆了一个水稻小穗基因LRG1,解析了小穗发育的遗传调控新机制,为“三花小穗”和粒形的遗传调控和分子设计育种奠定了基础。

研究人员通过EMS诱变得到了一个新的隐性水稻小穗突变体lacking rudimentary glume 1 (lrg1)。lrg1小穗的副护颖与护颖均有不同程度的伸长,发生向外稃同源转变,同时,稻谷粒长变短、粒宽增加。研究发现LRG1基因在水稻小穗副护颖中特异表达,首次鉴定了副护颖发育特征基因和新的功能标记。图位克隆的LRG1基因编码ZOS4-06-C2H2锌指结构域蛋白,与TPRs蛋白的互作模块,抑制三个花发育基因DL、OsMADS1和OsMADS6的共表达,进而影响了护颖和副护颖的形成和发育。该研究进一步证实了副护颖、护颖和外稃是同源器官,为护颖恢复成外稃和“三花小穗”假说提供了支持;同时,LRG1基因还参与调控稻谷籽粒大小,丰富了粒形遗传调控网络,为水稻优质高产分子设计育种提供了新的基因资源。

该研究获得了国家自然科学基金和浙江省自然科学基金等项目资助。我所水稻生物学国家重点实验室的徐乾坤博士、余海平博士和夏赛赛博士为论文共同第一作者;任德勇副研究员、浙江师范大学饶玉春副教授和钱前研究员为共同通讯作者。

论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927320300438


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