| 鱼和熊掌的选择: 反向重复序列变异介导的玉米环境适应与产量平衡 |
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| 引用本文： | 王雷,种康.鱼和熊掌的选择: 反向重复序列变异介导的玉米环境适应与产量平衡[J].植物学报,2022,57(5):555-558. |
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| 作者姓名： | 王雷 种康 |
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| 作者单位： | 1中国科学院植物研究所, 植物分子生理学重点实验室, 北京 1000932中国科学院大学, 北京 100049 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(31770287) |
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| 摘 要： | 作物育种的目标是找到产量和抗性的最佳平衡点, 其中涉及“鱼和熊掌”二者兼得的选择策略。哪些逆境负调控位点影响产量性状, 以及如何调控等是突破育种瓶颈的重要科学问题。近百年来, 高产玉米(Zea mays)育种使玉米单产不断提高, 同时现代玉米品种对干旱的敏感性也呈现出增强趋势, 故而存在高产稳产的潜在风险。可对于这一现象背后确切的遗传机制却知之甚少, 从而限制了既高产又高抗玉米新品种的培育。玉米的非生物胁迫抗性与产量性状均为多基因控制的复杂数量性状, 涉及全基因组范围内大量基因的表达与调控。玉米基因组内存在大量的小RNA (sRNA), 其对基因表达起精细调控作用, 但人们对sRNA调控作物环境胁迫应答与产量性状机制的理解仍然有限。近日, 华中农业大学代明球课题组与李林和李峰两个课题组合作, 基于对338份玉米关联群体在不同环境下的sRNA表达组分析, 鉴定到大量干旱应答的sRNA, 以及调控这些sRNA表达的遗传位点(eQTL); 并克隆了8号染色体上1个干旱特异性eQTL热点DRESH8。生物信息学分析显示, DRESH8是1个由转座子组成的长度约为21.4 kb的反向重复序列(TE-IR)。DRESH8通过产生小干扰RNA (siRNA)介导抗旱基因的转录后沉默, 并间接抑制产量负调控因子的表达, 在负调控干旱应答的同时正调控产量性状。进一步研究发现, DRESH8在玉米驯化和改良过程中受到了人工选择。据此, 他们认为DRESH8可能是玉米平衡抗旱性和产量的关键遗传位点。该研究在全基因组水平上揭示了作物调控产量和环境胁迫抗性平衡的关键遗传机制, 同时也鉴定到大量IR位点, 为未来“高抗、高产”玉米设计育种提供了有价值的操控靶点。
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| 关 键 词： | 环境适应性 产量性状 TE-IR sRNA eQTLs |
| 收稿时间： | 2022-04-29 |
Choice of both Ways: Variations of Reverted Repeats Balance Environmental Adaptation and Yield in Maize |
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| Wang Lei,Chong Kang.Choice of both Ways: Variations of Reverted Repeats Balance Environmental Adaptation and Yield in Maize[J].Bulletin of Botany,2022,57(5):555-558. |
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| Authors: | Wang Lei Chong Kang |
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| Institution: | 1Key Laboratory of Plant Molecular Physiology, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China2University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | environmental adaptability yield related traits TE-IR sRNA expression QTL (eQTLs) |
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