院况简介
1949年,伴随着新中国的诞生,中国科学院成立。
作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。 更多简介 +
院领导集体
创新单元
科技奖励
科技期刊
工作动态/ 更多
中国科学院学部
中国科学院院部
语音播报
植物细胞质雄性不育是广泛存在并具有重要应用价值的生物学现象。在雄性不育材料中,花粉粒败育但其他组织的生长发育不受影响,因此细胞质雄性不育被广泛应用于杂交种生产。细胞质雄性不育也是研究细胞核与线粒体相互作用的利器,不育基因由线粒体基因组编码,而大部分恢复基因由核基因组编码。两套不同的基因组如何协同调控花粉粒的育性,甚至植物生长发育,其中分子机制还有待进一步探明。
近期,中国科学院遗传与发育生物学研究所陈化榜研究组鉴定了玉米S型细胞质雄性不育(CMS-S)系的不育基因orf355,并进一步鉴定出一个在花药中特异表达的转录因子ZmDREB1.7。ZmDREB1.7定位于细胞核、细胞质和线粒体,不同实验证实ZmDREB1.7能够结合到orf355基因的启动子并促进其转录。Orf355是一个具有强烈细胞毒性的蛋白,通过诱导表达系统表达orf355能够显著增强线粒体逆向信号。ZmDREB1.7基因启动子区域存在一定数量的UPR motif(unfolded protein response motif),该motif的存在使得ZmDREB1.7基因快速响应线粒体逆向信号,而缺失主效UPR motif的单倍型能够部分恢复CMS-S玉米的育性,表明其是S型细胞质雄性不育的弱恢复基因。基于上述结果,该研究揭示了一个导致玉米S型细胞质雄性不育的分子机制。
已有研究一直不清楚不育基因为何仅仅影响花粉粒败育,而对其他组织没有影响。该研究推测与花药特异表达的ZmDREB1.7有关。在花药中,ZmDREB1.7促进orf355表达,而orf355积累增强线粒体逆向信号,反馈促进ZmDREB1.7表达。因此,ZmDREB1.7与orf355在S型玉米的小孢子中形成了一个正反馈调控机制,最终导致orf355蛋白的积累和败育。
相关成果发表在Molecular Plant上,(DOI:10.1016/j.molp.2020.07.002),研究员陈化榜组前助理研究员肖森林为第一作者,陈化榜、研究员北京市农林科学院赵久然为共同通讯作者。相关工作得到国家自然科学基金、国家转基因重大专项的支持.
Orf355和ZmDREB1.7协同调控玉米S型细胞质雄性不育的分子机制
© 1996 - 中国科学院 版权所有 京ICP备05002857号-1 京公网安备110402500047号 网站标识码bm48000002
地址:北京市西城区三里河路52号 邮编:100864
电话: 86 10 68597114(总机) 86 10 68597289(总值班室)
编辑部邮箱:casweb@cashq.ac.cn
© 1996 - 中国科学院 版权所有 京ICP备05002857号-1 京公网安备110402500047号 网站标识码bm48000002
地址:北京市西城区三里河路52号 邮编:100864
电话: 86 10 68597114(总机) 86 10 68597289(总值班室)
编辑部邮箱:casweb@cashq.ac.cn
© 1996 - 中国科学院 版权所有
京ICP备05002857号-1
京公网安备110402500047号
网站标识码bm48000002
地址:北京市西城区三里河路52号 邮编:100864
电话:86 10 68597114(总机)
86 10 68597289(总值班室)
编辑部邮箱:casweb@cashq.ac.cn