PNAS 玉米花期干旱胁迫导致雄穗不育的分子机制学术资讯

来源：iPlants

开花期间保持足够的水分运输对于生殖器官生长，受精和产量至关重要。当玉米在开花时缺水时，会导致严重的发育后果，例如叶片枯萎，雄穗褐变和不育，这种状况被称为“雄穗爆裂”现象。目前为止，我们对其分子机制仍然知之甚少。

2020年8月，PNAS杂志在线发表了来自美国加州大学伯克利分校的George Chuck课题组题为“Necrotic upper tips1 mimics heat and drought stress and encodes a protoxylem-specific transcription factor in maize”的研究论文。该研究在玉米中鉴定了一个名为nut1（necroticupper tips1）的突变体，其表型与玉米开花期间干旱胁迫后雄穗爆裂相似，揭示了形成这一现象的遗传机制。

干旱是影响植物的地理分布、限制农作物产量,并威胁粮食安全的主要环境因子之一。开花期间保持足够的水分运输对于生殖器官生长，受精和产量至关重要。当玉米在开花时缺水时，会导致严重的发育后果，例如叶片枯萎，雄穗褐变和不育，这种状况被称为“雄穗爆裂”现象。由于全球变暖，雄穗爆裂正成为一个重大问题，会大大降低产量。

该研究在玉米中鉴定到一种转录因子nut1的突变体，该突变的表型与雄穗爆裂”想象相似。该研究发现nut1突变体仅在花期过渡后，其表型才可见，并且突变体中水分的运输困难，进一步发现其突变体中的木质部细胞壁完整性和功能出现问题。通过mapping得知，MUT1基因是拟南芥VND进化枝内唯一NAC转录因子。NUT1定位于根，茎和叶鞘的发育中的原生木质部，而不是后生木质部，并且其表达是由开花诱导。

此外，该研究还发现NUT1在原生木质部中激活增强次级细胞壁所必需的基因，从而使这些细胞能够承受长距离水运动所需的高负压。因此，NUT1或靶向下游基因可能有希望作为育种靶标，以帮助玉米将来抵御温度升高的影响。

来源：PlantRSS iPlants

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzUzNzczODE4Mg==&mid=2247499409&idx=4&sn=ee8560d67d5c2ba84a8486b3a9c7bba3&chksm=fae0d038cd97592e7babd8b8fa7779ebb99cc1f1dae75151b9e7475989410d6559ae2c9dcb1d#rd

电话：（010）86409582

邮箱：kejie@scimall.org.cn