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Molecular Plant:研究发现调控水稻籽粒形状的新机制

发布日期:2021-07-06


来源:植物研究所 2021-07-06 12:37

 

 

水稻粒形是影响其产量的重要因素,也是重要的商品性状。不同地域的人们对米粒外形的喜好不同,因此调控水稻籽粒的长宽比成为育种目标之一。科学家前期研究发现,G蛋白信号对水稻籽粒长度有正调控作用,但其分子机理尚不清楚。

中国科学院院士、中科院植物研究所研究员种康研究组与中科院院士、华中农业大学教授张启发团队、中科院遗传与发育生物学研究所研究员傅向东团队开展合作研究,发现E3泛素连接酶CLG1,能够泛素化G蛋白γ亚基GS3,并介导GS3通过内涵体途径降解,改变G蛋白信号,调控米粒长度。科研人员此前获得的T-DNA插入突变体clg1-1(Chang Li Geng1-1)具有长粒表型。图位克隆和转录分析发现,CLG1编码一个E3泛素连接酶,clg1-1中CLG1表达明显升高。进一步实验证明,CLG1能够通过K63-linked的泛素链对底物蛋白GS3进行修饰,被修饰的全长形式GS3-2能够被分选进入ESCRT复合体,最终在溶酶体/液泡中降解;而截短形式的GS3-4在细胞膜上滞留。分析不同品种基因组序列多态性,发现CLG1蛋白的Arg163Ser改变与核心种质的粒长性状显着相关,并且CLG1163S有更高的连接酶活性。上述结果揭示出一种内涵体降解途径调控粒形的新机制,CLG1-GS3模块为水稻分子设计育种提供了新的基因资源。(生物谷Bioon.com)



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