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尼克杨打架安徽农业大学发现参与玉米籽粒发育
2022-03-04 13:25
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近日,安徽农业大学生命科学学院作物抗逆育种与减灾国家地方联合工程实验室杨俊教授研究团队在玉米中发现了负责核糖体核糖核酸加工的一个关键因子,如果玉米中缺乏这个因子,

近日,安徽农业大学生命科学学院作物抗逆育种与减灾国家地方联合工程实验室杨俊教授研究团队在玉米中发现了负责核糖体核糖核酸加工的一个关键因子,如果玉米中缺乏这个因子,核糖体核糖核酸加工异常,核糖体的数目也大幅减少,种子的生长发育就会受到限制,蛋白质的含量也因合成过程不足而降低。

不论是高等还是低等生物,蛋白质都是生命活动的主要承担者。蛋白质是由核糖体产生的,核糖体可以将遗传信息和需要表达的基因信息转变成蛋白质的前体肽链,肽链再经过不同类型的加工修饰,即形成具有功能的蛋白质。因此,核糖体在生命活动中发挥了极为关键的作用。随着科学技术的进步,人们对于核糖体的组成有了更加清楚的认识。从低等的生物细菌到人类,成熟的核糖体从结构上都包含两个部分,分别是大亚基和小亚基。大亚基和小亚基的成分也很相似,都是由核糖体核糖核酸和核糖体蛋白组成。

玉米作为我国种植面积最大、产量最高的农作物,种子可以广泛应用于饲料、食品和能源等行业。作为饲料和食物,玉米也提供了大量的蛋白质和淀粉。因此,玉米种子在生长发育和蛋白质的合成过程中,核糖体的功能必不可少。核糖体核糖核酸的加工过程在酵母和拟南芥中研究的比较清楚,然而,玉米中明确参与核糖体核糖核酸前体的关键因子却鲜有报道。

杨俊团队在扩繁转座子插入突变体过程中发现了一个能够稳定遗传的籽粒发育异常的材料,该突变体在授粉后10天就能被观察到,石蜡切片显示胚的细胞分化停滞,胚乳部分的基底转运层和外围糊粉层细胞分化也存在异常,醇溶和非醇溶蛋白的合成均受到影响,蛋白体的数目减少。成熟后的突变体籽粒胚发育不良,胚乳多为粉质,淀粉含量和淀粉体形态也发生了变化。

该成果发表在国际植物学顶级期刊《植物细胞》上。该研究发现的关键基因为后续继续研究高等植物核糖体核糖核酸加工机制和核糖体结构解析提供了切入点和研究方向,也为基因工程方法调控玉米核糖体形成和蛋白合成,不断提升玉米籽粒品质提供了参考。

作者:曹雷 农民日报·中国农网记者 杨丹丹


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