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中国农业大学在小麦小分子RNA调控籽粒发芽势和穗发芽分子机制中取得重要进展
据中国农业大学消息,该校农学院小麦研究中心在小麦小分子RNA调控籽粒发芽势和穗发芽分子机制研究上取得重要进展,发现小麦物种特异的小分子RNA miRNA9678通过参与脱落酸／赤霉素信号转导途径调控籽粒萌发,该研究成果不仅在理论上进一步丰富了对小麦萌发调控机理的认识,也为在应用上通过该途径进行小麦抗穗发芽遗传改良奠定基础.
培育发芽势强、出苗快速且整齐的小麦品种对实现小麦高产稳产极为重要,然而这些品种经常表现出种子低休眠性,在收获季节遇到阴雨天气时往往会产生穗发芽现象,导致小麦的产量和品质大大降低,给农业生产造成重大损失.因此克隆影响小麦籽粒发芽能力的关键基因,解析其调控机制并探讨其在小麦抗穗发芽育种中应用潜力至关重要.
小麦研究中心最新研究成果发现miRNA9678在小麦萌动早期籽粒盾片中特异表达并随着萌发逐渐沉默,miR9678超表达小麦转基因株系的籽粒萌发率较野生型显著降低,降低活性赤霉素的含量,进而导致穗发芽抗性显著提高.miR9678可以介导一个下游靶基因长片段非编码RNA发生断裂,该长片段非编码RNA从断点开始每21nt会被二次切割产生一系列次级siRNA,也称作phasiRNAs,转基因实验也证实,提高phasiRNA的表达水平也显著抑制小麦籽粒的萌发率.最终提出并明确了一个小麦新的控制籽粒发芽势和穗发芽分子模式,即miR9678可以介导剪切长片段非编码RNA,并产生一系列phasiRNA,最终通过影响赤霉素合成基因的表达导致赤霉素代谢及其调控途径的改变,进而控制籽粒的萌发率和穗发芽.
（郑庆伟）
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