近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物生物信息學(xué)及應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與南方科技大學(xué)合作，系統(tǒng)解析了大豆種皮顏色調(diào)節(jié)的分子機(jī)制，為大豆外觀品質(zhì)改良提供了理論基礎(chǔ)。10月19日，相關(guān)研究論文在 The Plant Cell 在線發(fā)表。
據(jù)劉斌研究員介紹，植物中長度為22個(gè)核苷酸（22-nt）的小RNA（sRNA）能夠激發(fā)次級(jí)小干擾RNA（siRNA）產(chǎn)生，進(jìn)一步增強(qiáng)基因共沉默效率。依賴DCL2蛋白的22-nt siRNA在大豆和玉米等許多主要農(nóng)作物中累積量很高。這些siRNA是如何產(chǎn)生的，以及它們?cè)谡ＩL條件下是否具有重要功能，仍不清楚。
研究人員利用基因組編輯技術(shù)同時(shí)敲除了天隆1號(hào)大豆品種中兩個(gè)編碼DCL2蛋白的同源基因（ GmDCL2a 和 GmDCL2b ），獲得 Gmdcl2a/2b 雙突變體。測序表明，22-nt siRNA在該雙突變體中缺失。突變體中靶向沉默查爾酮合成酶基因（ CHS ）的22-nt siRNAs和次級(jí)的21-nt siRNAs無法生成，導(dǎo)致種皮中酮類物質(zhì)合成酶的累積量顯著增加，大豆種皮顏色從黃色變?yōu)樽厣?。該研究揭示了DCL2在調(diào)節(jié)自然性狀中的重要作用，為改良大豆外觀品質(zhì)提供了新思路。
南方科技大學(xué)翟繼先副教授與作科所劉斌研究員為該論文的共同通訊作者，南方科技大學(xué)研究助理教授賈津布博士和中國農(nóng)科院姬榮桓博士為該論文共同第一作者。該研究得到了國家自然基金委，廣東省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)，深圳市科創(chuàng)委， 中國農(nóng)科院創(chuàng)新工程等項(xiàng)目資助。
原文鏈接：http://www.plantcell.org/content/early/2020/10/19/tpc.20.00562
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