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改良柳枝稷生物量及品質性狀方面取得研究新進展
最近更新時間：2021-3-17
提 供 商：上海士鋒生物科技有限公司資料大?。?/span>29.3KB
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中國農業大學草業科學與技術學院張萬軍副教授課題組題的研究論文。該研究對草類植物特別是C4植物的生物量及品質方面的遺傳改良具有重要意義。
提高生物量和品質（消化率）是草育種領域的重要研究方向。MicroRNA (miRNA)是一類非編碼小RNA，通過調節其靶基因的mRNA豐度，在植物生長發育中發揮重要的生物學功能。研究表明miR396-GRF模塊在控制植物組織或器官的大小方面發揮重要作用。調控miR396或其靶基因GRF的表達水平可能是改善植物農藝性狀的有效策略，而GRF家族的不同成員間存在功能冗余和一定的特異性。闡明miR396-GRF通路如何調控C4植物柳枝稷的生物量和品質是本研究的主要內容。
本研究發現過表達miR396顯著降低柳枝稷株高及細胞壁G木質素單體的含量。并在柳枝稷中鑒定出19個PvGRFs，其中13個受miR396轉錄后剪切，PvGRF1、PvGRF3和PvGRF9在莖中顯著高表達。通過分別過表達PvGRF1、3和9基因的miR396靶位點同義突變基因rPvGRF1、3和9，以及過表達PvGRF1/3/9- SRDX來抑制PvGRF1/3/9活性，發現PvGRF1和PvGRF9在提高植物株高和G木質素單體含量方面發揮主要作用。在miR396過表達植株中過表達PvGRF9可回補過表達miR396植株的缺陷表型。另外，PvGRF9的表達會影響miR396及其它GRF基因的表達，干擾赤霉素和生長素的生物合成、信號轉導，細胞壁木質素、葡萄糖和木聚糖的生物合成途徑中相關基因的表達，從而系統性地調控柳枝稷株高和細胞壁生物合成。通過酶解消化處理，綜合評價轉基因材料的生產應用價值，發現過表達rPvGRF9單株植物的糖產量。本研究闡明了miR396-PvGRF9通路在調控柳枝稷生物量產量和品質中的重要作用，為植物生物量和品質改良提供了新的分子工具