近日,Seed Biology在线发表了扬州大学农学院刘巧泉教授团队题为“Brassinosteroid regulation in rice seed biology” 的综述论文。
该文首先简述了BR缺乏或不敏感将影响水稻株高、叶夹角、分蘖、花粉育性、籽粒大小和种子萌发等系列性状。在此基础上,聚焦水稻种子相关性状,系统总结了BR在水稻种子大小、萌发、籽粒灌浆等重要性状遗传调控方面的研究进展。籽粒大小是受一系列基因控制的复杂数量性状,而已被克隆的粒形基因中有20多个与BR途径密切相关。根据相关基因在BR途径中的特定作用,可将这些基因划分为以下三类,即BR生物合成或信号转导通路的成员、BR信号转导通路的靶基因和BR途径的调节因子。在此基础上,系统归纳并绘制了BR相关基因调控水稻粒形的分子网络(图1)。种子萌发始于种子吸水而终于胚根突起,与植物激素密切相关。该文总结了BR直接调控水稻种子萌发的分子与遗传证据,重点归纳了BR和赤霉素(Gibberellin, GA)互作共同调控种子萌发的主要机制,构筑了BR、GA和脱落酸(Abscisic acid, ABA)共同调节萌发阶段淀粉动员的分子调控网络(图2)。最后,文章讨论了BR的多效性限制其在遗传改良中被广泛应用的问题,指出采用弱的BR突变体或利用特异性调控目标性状的BR靶基因是充分发挥BR正面效应而避免其负面影响的最有效策略。同时,将来更多强大而精准技术的应用,更多水稻遗传资源的发掘,以及对水稻中BR信号通路的更全面理解,将有助于进一步揭示BR调节水稻种子性状的遗传调控机制,为水稻乃至其它农作物遗传改良提供新思路。
图2 油菜素内酯(BR)、赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)在水稻种子萌发阶段共同调节淀粉动员的分子调控网络
扬州大学农学院2017级博士研究生(现为盐城工学院海洋与生物工程学院青年教师)熊敏为该论文第一作者,刘巧泉教授和李钱峰教授为共同通讯作者,封功能副教授、张昌泉副教授和硕士研究生高强参与了论文撰写工作。该研究得到了海南崖州湾种子实验室揭榜挂帅项目、国家自然科学基金、江苏省杰出青年基金和优势学科等的资助。
关于 Seed Biology
《种子生物学》(Seed Biology)是一本开放获取的英文学术期刊,致力于传播种子生物学的相关研究成果,专注于发表本领域原创研究论文、综述、展望和观点。刊载范围包括但不限于采用组学、遗传学、生物技术和基因组编辑、细胞和分子生物学、生理学和环境生物学等前沿技术和方法,对种子进化、种子形成过程,如孢子发生和配子发生、授粉和受精、无融合生殖和人工种子、种子产量调控、胚乳和子叶及种皮中营养和健康相关的品质、种子休眠和萌发、种子与环境和其它微生物相互作用、种子在果实发育中的作用等进行的研究。本刊由崖州湾种子实验室主办,Maximum Academic Press出版,期刊主编由中国科学院院士、中国科学院遗传与发育生物学研究所所长杨维才研究员担任。期刊官网:
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