陈忱和鄂志国课题组解析水稻母本印记基因OsbZIP76在胚乳细胞化中的作用学术资讯

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近日，JIPB在线发表了扬州大学农学院陈忱课题组和中国水稻研究所鄂志国副研究员合作发表的研究论文 “OsbZIP76 interacts with OsNF-YBs and regulates endosperm cellularization in rice (Oryza sativa)”。该研究发现水稻bZIP家族成员OsbZIP76参与胚乳的细胞化过程调控。

胚乳是高等植物种子双受精的产物之一，虽然其并不参与植物世代传递，但是对于胚的发育具有重要作用。在胚乳发育过程中，细胞化是一个关键生物学事件。中央细胞在受精后进行细胞增殖时只发生细胞核分裂而无细胞分裂，因此产生了一个具有多个游离细胞核的合胞体细胞（syncytium）；随后，这些游离细胞核同时开始细胞化（cellularization），形成胚乳细胞。目前对于水稻胚乳细胞化的遗传调控机制尚缺乏深入研究。

基因组印记是一种主要在高等植物胚乳中发生的非孟德尔遗传现象，表现为来自父母本的两个等位基因中只有一个高表达，而另一个被沉默或抑制。印记基因的产生主要是由于中央细胞和精细胞的表观修饰差异引起的。陈忱课题组在前期的研究中发现水稻bZIP转录因子家族成员OsbZIP76是一个母本印记基因。通过基因编辑和RNAi技术，发现敲除或者敲低OsbZIP76的表达导致水稻胚乳的细胞化进程提前，并且伴随淀粉等储藏物质积累的提前。这些发现暗示OsbZIP76是一个控制胚乳细胞化的负调控因子。同时，OsbZIP76还能够和水稻胚乳发育关键因子OsNF-YB1及其同源蛋白OsNF-YB9发生直接相互作用，共同参与储藏物质的积累。OsbZIP76突变体表现出和OsNF-YB1突变体类似的籽粒变小、表观直链淀粉含量降低等表型。此外，该研究还发现OsbZIP76的基因组印记依赖于遗传背景，在某些杂交组合里OsbZIP76表现为一个母本印记基因，而在另些组合里特异表达双亲中的某一个等位基因。

扬州大学陈忱课题组的牛百晓讲师和硕士生邓卉为论文共同第一作者。陈忱教授和中国水稻研究所的鄂志国副研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、江苏省杰出青年基金等项目的经费支持。

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