华中农业大学玉米团队邱法展课题组揭示玉米籽粒发育调控新机制学术资讯

来源：植物科学最前沿

粒重是作物三大产量构成因素之一，主要由籽粒大小和容重决定；因此籽粒发育调控机制研究一直是作物研究的热点。迄今为止，与模式植物拟南芥和水稻相比，玉米籽粒发育调控机制的研究进展相对滞后，籽粒发育的分子机制仍然不是很清楚。

近日，Plant Physiology在线发表了华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室玉米团队邱法展教授课题组题为“Loss of function of an RNAPIII Subunit Leads to Impaired Maize Kernel Development”的研究论文，揭示了玉米RNA聚合酶Ⅲ第二个亚基ZmNRPC2调控玉米籽粒发育的新机制，是作物籽粒发育研究机制的有益补充，也对粒重的遗传改良具有很好的指导意义。

邱法展教授课题组前期通过EMS诱变获得一个遗传稳定的玉米小粒突变体smk7。区别于已报道的大多数玉米籽粒突变体，smk7能够正常生长发育、正常结实，其灌浆、淀粉和储藏蛋白的积累及籽粒的后期成熟都正常，仅成熟期收获的籽粒显著变小（粒长、粒宽、粒厚显著小于野生型）。利用BSA-seq测序分析及F2大群体的定位分析等定位克隆了粒型基因ZmNRPC2；利用遗传转化后代解析了其功能及调控籽粒发育的机制。ZmNRPC2 编码RNA聚合酶Ⅲ的第二个亚基，其通过调控5s rRNA及tRNAs 的转录而影响DNA的复制，进而影响籽粒发育早期过程中的细胞分裂和籽粒发育中期过程中的胞内复制，从而起到调控发育籽粒中细胞数目和细胞大小的作用，最终影响籽粒的大小。
此前中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所巫永睿研究员课题组发表了玉米粉质胚乳突变体floury3，Floury3 编码一个可以调控RNA聚合酶Ⅲ转录5s rRNA及tRNAs的PLANT转录因子 (Li 等 The plant cell,2017) 。本研究中创制了smk7;floury3 双突变体材料，进一步研究发现RNA聚合酶Ⅲ在籽粒发育和醇溶蛋白积累的过程中都发挥着重要的作用，但是在该过程中RNA聚合酶Ⅲ的不同亚基及调控因子可能起着不同的功能，有待进一步的深入研究。

Figure 6 Phenotype of smk7;fl3 kernels华中农业大学植物科学技术学院博士生赵海亮为该论文第一作者，邱法展教授为通讯作者，中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所巫永睿研究员和藜颀博士以及中科院遗传发育所许操研究员和博士后杨宁也参与了该研究的部分工作。该研究得到了国家重点研究计划及国家自然科学基金的资助。

来源：frontiersin 植物科学最前沿

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