遗传途径在开花植物生殖健康中的作用

2020-09-18 98被子植物

遗传途径在开花植物生殖健康中的作用,小RNA是参与植物生长发育的关键调控因子。在花粉发育过程中,花药中富含两组小RNA,这是生殖成功的关键过程。

遗传途径在开花植物生殖健康中的作用

一项研究合作证明了遗传途径对花药发育的作用,2019年的研究证明,这一途径在2亿多年前进化的开花植物中广泛存在。研究小组由唐纳德·丹福斯植物科学中心成员、密苏里大学植物科学部教授、博士布莱克·迈耶斯和斯坦福大学生物学教授弗吉尼亚·沃尔伯特博士领导。他们的研究结果“Dicer-like 5缺陷导致玉米温敏雄性不育”发表在《自然通讯》杂志上。

研究结果

出乎意料的是,遗传途径在开花植物生殖健康中的作用,他们的研究发现了一种环境敏感的雄性不育表型。通过使用突变体并敲除其中一条通路,研究小组培育出了不能产生花粉的植物,但当它们降低温度时,他们发现它们可以恢复男性的完全生育能力。这种在不同条件下打开或关闭花粉产生的能力可能对种子生产有用。研究小组还可以将这一途径在花药发育中的作用归因于这一先前缺失但很重要的观察。这些结果与先前发表的一项研究结果很重要,这项发现描述了开花植物中这条途径的进化分布,“24-nt生殖相广泛存在于被子植物中”,也发表在《自然通讯》杂志上。

研究意义

“把这两个发现放在一起,我们就可以理解这些分子在玉米雄性不育中所起的重要作用,另外,这条途径最初是由开花植物进化而来的。”了解花发育的遗传机制,对于提高作物产量和培育更好的品种,特别是对于培育支持现代农业的高产杂交作物具有重要意义。”

研究小组将继续致力于了解为什么这种途径的变化会对环境敏感,以及在没有这种小RNA途径的情况下,导致这种雄性不育的分子机制到底是什么。在一个单独资助的项目中,正在研究这种途径的调节是否可以用来调节其他作物的花粉发育,从而提高种子产量和作物产量。

作者包括第一作者之一,Meyers实验室博士后助理Chong Teng博士和Walbot实验室前博士后副博士Han Zhang,以及Meyers实验室博士后助理Kun Huang博士和Reza Hammond博士。,前迈尔斯实验室的研究生。这项工作由国家科学基金会资助。

引用

Donald Danforth Plant Science Center. "Function of genetic pathway for reproductive fitness in flowering plants: Controlling pollen production can be critical to improving crop yield." ScienceDaily. ScienceDaily, 11 June 2020. www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200611151414.htm.

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