近日，中國農業科學院生物技術研究所作物高光效功能基因組創新團隊通過改變葉片形態建成揭示了提高水稻光合作用效率的一種新機制。相關研究成果于2020年6月19日在線發表在國際主流植物學期刊Plant Biotechnology Journal上（最新影響因子：8.15）。
培育高光效的水稻材料是遺傳學家和育種家追求的目標。通過改變植株形態可以增加整體受光面積，改善通風狀況，從而提高植物的光合效率和生物量，但一直以來，對其中的精細分子的調控機制一直未能解析。本研究中，科研人員綜合利用分子遺傳學、細胞生物學、生物化學等多種手段，揭示了轉錄因子Roc8調控植株形態建成而影響光合作用的新機制。進一步發現，Roc8 基因3‘端非翻譯區50個堿基具有轉錄后調節功能，在翻譯水平抑制Roc8蛋白的積累，該50個堿基可形成獨特的莖環結構，具有類似ploy（A）終止子的功能。此前，課題組曾報道Roc5負調控泡狀細胞數目和大小，進而影響葉片形態建成和光合作用（Zou et al., Plant Physiology，2011）。本研究中利用基因編輯技術創制兩個基因敲除系，可明顯提高植株的光合效率和生物量，有望利用水稻HD-ZIP IV家族基因創制高光效的生物材料，該研究結果對單子葉和雙子葉植物高光效材料創制均有借鑒意義。
生物技術研究所博士后孫晶、助理研究員崔學安為共同第一作者，通訊作者為中國農業科學院生物技術研究所張治國研究員和路鐵剛研究員。該研究得到國家自然科學基金和院科技創新工程重大科研任務項目資助。
圖注說明：突變體crm1-D形態和細胞學特征
原文鏈接：
https://doi.org/10.1111/pbi.13435
https://doi.org/10.1104/pp.111.176016
日期：2020-10-27
培育高光效的水稻材料是遺傳學家和育種家追求的目標。通過改變植株形態可以增加整體受光面積，改善通風狀況，從而提高植物的光合效率和生物量，但一直以來，對其中的精細分子的調控機制一直未能解析。本研究中，科研人員綜合利用分子遺傳學、細胞生物學、生物化學等多種手段，揭示了轉錄因子Roc8調控植株形態建成而影響光合作用的新機制。進一步發現，Roc8 基因3‘端非翻譯區50個堿基具有轉錄后調節功能，在翻譯水平抑制Roc8蛋白的積累，該50個堿基可形成獨特的莖環結構，具有類似ploy（A）終止子的功能。此前，課題組曾報道Roc5負調控泡狀細胞數目和大小，進而影響葉片形態建成和光合作用（Zou et al., Plant Physiology，2011）。本研究中利用基因編輯技術創制兩個基因敲除系，可明顯提高植株的光合效率和生物量，有望利用水稻HD-ZIP IV家族基因創制高光效的生物材料，該研究結果對單子葉和雙子葉植物高光效材料創制均有借鑒意義。
生物技術研究所博士后孫晶、助理研究員崔學安為共同第一作者，通訊作者為中國農業科學院生物技術研究所張治國研究員和路鐵剛研究員。該研究得到國家自然科學基金和院科技創新工程重大科研任務項目資助。
圖注說明：突變體crm1-D形態和細胞學特征
原文鏈接：
https://doi.org/10.1111/pbi.13435
https://doi.org/10.1104/pp.111.176016
日期：2020-10-27
